Устройство для измерения температуры

 

Изобретение относится к температурным измерениям. Цель изобретения - повышение информативности устр-ва путем контроля скорости изменения температуры . Измеряемая температура преобразуется в напряжение преобразователем 1 температуры в напряжение, которое поступает на входы компараторов -2,1,.„.,2.п напряжения, на вторые входы которых подается напряжение с выхода резистивного делителя

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (58 G 01 К 7 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4046007/24-10 (22) 28.03.86 (46) 23.05.88. Бюл. К 19 (71) Винницкий политехнический институт (72) И.В.Кузьмин, В.П.Кожемяко, Л.И.Тимченко, Г.Н.Березов и С.В.Чепорнюк (53) 536.53 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1120173, кл. С 01 К 7/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР

В 1064157, кл. С 01 K 7/00, 1982.

ÄÄSUÄÄ 1397740 А 1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ ТЕИПЕРАТУРЦ (57) Изобретение относится к температурным измерениям. Цель изобретения— повышение информативности устр"ва путем контроля скорости изменения температуры. Измеряемая температура пре- образуется в напряжение преобразователем I температуры в напряжение, которое поступает на входы компараторов 2 .1,...,2.п напряжения, на вторые входы которых"подается напряжение с выхода резистивного делителя

1 3977 4 0

Р = Y C Qk, 7 С 4 У Я;+, О;, где

12 напряжения. Если на выходе генератора 7 присутствует импульс "Логическая единица" и если температура изменяется, т.е, на выходе нуль-компаратора 9 присутствует логическая еди-ница, то в возбужденное состояние прреходят те ВБ-триггеры, на выходах компараторов которых присутствует логическая единица, Измеряемая темцература представлена соответствующим количеством светящихся индикаторных элементов 6.1...61. По окончании имИзобретение относится к области температурных измерений и может быть использовано в различных отраслях промышленности, где требуется измерение температуры с повышенной информативностью, Цель изобретения — повышение информативности устройства путем контроля скорости изменения температуры.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит преобразователь 1 температуры в напряжение, п компараторов 2.1,...,2.п напряжения, где и — число уровней квантования выходного напряжения преобразователя

1, п элементов И 3.1,,,З,п п элементов И-ИЛИ 4.1,...,4.n,. n PS-триггеров 5.1,...,5.n, n индикаторных элементов 6.1,...,6.п генератор 7 тактовых импульсов, дифференциатор 8„ нуль-компаратор 9, первый инвертор

10, второй инвертор 11, резистивный делитель 12 напряжения и источник 13 опорного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Измеряемая температура преобразуется в напряжение преобразователем 1 температуры в напряжение, которое поступает на первые входы компараторов

2.1,...,2.п напряжения, на вторые входы которых подается напряжение с выхода реэистивного делителя 12 напряжения.

Если напряжение на выходе преобразователя 1 UÄ меньше порогового напряжения Б„; i ãî компаратора напульса на выхсде генератора 7 происходит обнуление RS-триггеров. На выходе инверторв 11 присутствует сигнал Логическа я единица, поэтому на

R-входах триггеров 5.1,...,5,п присутствует сигнал сброса. Для повышения надежности обнуления RS-триггеров 5.1,, ° .,5.п применяется асинхронное последова".ельное обнуление. Для измерения изменяющейся температуры применяется дискретизация во времени, осуществляемая генератором 7. 1 ил. пряжения (= 1,...,n), т.е. П с П

АР 1) У на выходе компаратора 2.1. напряжения присутствует напряжение логического нуля а

5 Если U, U„, на выходе компаратора 2,х напряги ния присутствует логическая единица. Пороговые напряжения можно подобрать так, чтобы линеаризовать характеристику любого типа :O преобразователя температуры в напряжение.

Если измеряемая температура изменяется с некоторой скоростью — увеличивается илн уменьшается, с выхода дифференциатора 8 снимается ненулевое напряжение, равное скорости изменения напряжения на выходе преобразователя

1, которое сравнивается с нулевым уровнем нуль-компаратора 9, поэтому на выходе последнего присутствует логическая единица. Функции возбуждения F>, и гашения Е, i-ro,RS-триггера, а соответственно и -го индикаторного элемента описываются выражениями сигнал управления на выходе нуль-компаратора 9; сигнал на выходе первого инвертора 11; сигнал на выходе генератора 7 тактовых импульсов; сигнал на выхопе второго инвертора 11;

1397740

0 — сигнал на выходе i-ro

4(> компаратора напряжения; сигнал на прямом выходе (i+1) RS-триггера; сигнал на инверсном Bblxopp. (i-1) RS-триггера.

Таким образом, если на выходе тактового генератора 7 присутствует импульс "Логическая единица!1, и если 10 температура изменяется, т.е. на выходе нуль-компаратора 9 присутствует логическая единица, в возбужденное состояние переходят те RS-триггеры, на выходах компараторов напряжения 15 которых присутствует логическая единица. Следовательно, измеряемая температура представляется соответству,ющим количеством светящихся индикаторных элементов 6.1,...,6.i. По окон-20 чании импульса на выходе тактового генератора 7 происходит обнуление всех

RS-триггеров, поскольку температура продолжает изменяться. В этом случае на выходе нуль-компаратора 9 и на вы- 25 ходе второго инвертора 11 присутствуют сигналы логической единицы, поэтому на R-входах всех триггеров присутствует сигнал сброса. С поступлением следующего тактового импульса с ЗО выхода тактового генератора 7 процесс повторяется.

Если ранее изменяющаяся температура, которой соответствует i сработавHIHx KoMIIBpBTop0B H соответственно 1 35 светящихся индикаторных элементов, перестает изменяться, т,е. скорость изменения напряжения на выходе преобразователя .1 становится равна нулю, на выходе нуль-компаратора 9 появля- 4р ется логический нуль, а на выходе первого инвертора 10 — логическая единица. Происходит обнуление тригге" ра 5.1, так как на первом входе второго элемента И элемента И-ИЛИ 4.1 присутствует логическая единица с инвертора 10, а на втором входе — логическая единица с прямого выхода

RS — òðèããåðà 5.2, После того, как обнуляется RSтриггер 5.1, т.е. на его инверсном выходе появляется логическая единица, происходит обнуление RS-триггера

5,2 и так далее. Таким образом, происходит обнуление всех ранее возбужденных триггеров, кроме го триггера, так как «а прямом выходе (i+1)-го триггера присутствует логический нуль.

Последовательное обнуление в устройстве применено с целью исключения возможности сбоев при переходе ат изменяющейся температуры к неизменяющейся, которые заключаются в появлении не одного, а нескольких возбужден ньтх триггеров при представлении неизменяющейся температуры, что может произойти при параллельном обнулении всех ранее возбужденных триггеров, которые в общем случае имеют разные времена обнуления.

Таким образом, для повышения надежности обнуления применяется асинхронное последовательное обнуление, для возможности измерения изменяющейся температуры применяется дискретизация Во времени, осуществляемая тактовым генератором 7.

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения температуры, содержащее преобразователь температуры в напряжение, выход которого подключен к первым входам п компараторов напряжения, вторые входы которых соединены с выходами резистивного делителя напряжения, подключенного к источнику опорного напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения информативности устройства путем контроля скорости изменения температуры, в него введены и элементов И, n RS-триггеров, и элементов И-ИЛИ, п индикаторных элемен тов, генератор тактовых импульсов, два инвертора, дифференциатор и нуль-компаратор, первый вход которого через дифференциатор соединен с выходом преобразователя температуры в напряжение, второй вход соединен с шиной нулевого потенциала, а выход подключен к входу первого инвертора, первым входам всех элементов И и первым входам первых элементов И всех элементов И-ИЛИ, вторые входы которых соединены с выходом второго инвертора, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов и вторыми входами всех элементов И, третьи входы которых соединены с выходами соответствующих компараторов напряжения, а выходы подключены к S-входам соответствующих RS-три теров„ прямые входы которых соединены с соответствующими индикаторными элеме нтами, а

R-входы подключены к выходам сooтвет.

5 1397740 6

Составитель В.Куликов

Техред A.Êðàâ÷óê

Редактор И.Горная

Корректрр Л. Пилипенко

Тираж б07 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2264/39

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4ствующих элементов И-ИЛИ, первые входы вторых элементов И которых соединены с выходом первого инвертора, причем вторые входы вторых элементов

И каждого К-ro элемента И-ИЛИ.,эа исключением последнего, соединены с прямым выходом (К+1)-го триггера, третьи входы вторых элементов И каждого К-го элемента И-ИЛИ, эа исключением первого и последнего, соединены с инверсным выходом (К-1)-ro триггера, а второй вход второго элемента И и-го элемента И-ИЛИ соединен с инверсным выходом (n-1)-ro триггера.