Устройство для измерения температуры

 

Изобретение относится к технике температурных измерений и позволяет повысить быстродействие устройства путем уменьшении времени, затрачиваемого на формировании результата измерения. Преобразователь 1 температуры в частоту формирует импульсы, период повторения которых обратно пропорционален температуре. Делитель частоты 5 и триггер 6 формируют из периодической последовательности импульсов преобразователя 1 сигнал, длительность которого равна длительности периода сигнала преобразователя 1, в течение которого счетчик 2 подсчитывает импульсы с выхода функционального генератора 4. Цифровой индикатор 3 отображает результат счета, который пропорционален измеряемой температуре. Формирователь импульсов сброса 7 синхронизирует работу элементов устройства. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

s G 01 К 7/00 ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Й:ГО%38 ", ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4427681/24-10 (22) 19,05.88 (46) 15.12.90. Бюл. М 46 (71) МГТУ им. Н.Э,Баумана и Всесоюзное специализированное научно-производственное объединение "Союзвузприбор" (72) С.Н.Грызов, А.П.Науменко, А.И.Одинец, Ю.С.Песоцкий и А.Н.Густомясов (53) 536.53 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1080031, кл, G 01 К 7/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

М 1117463, кл. G 01 К 7/32, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к технике температурных измерений и позволяет повы„„ 4 „„1613878 А1 сить быстродействие устройства путем уменьшения времени, затрачиваемого на формирование результата измерения. Преобразователь 1 температуры в частоту формирует импульсы, период повторения которых обратно пропорционален температуре. Делитель частоты 5 и триггер 6 формируют из периодической последовательности импульсов преобразователя 1 сигнал, длительность которого равна длительности периода сигнала преобразователя 1 ° в течение которого счетчик 2 подсчитывает импульсы с выхода функционального генератора 4.

Цифровой индикатор 3 отображает результат счета, который пропорционален измеряемой температуре. Формирователь 7 импульсов сброса синхронизирует работу элементов устройства. 1 э.п.ф-лы, 4 ил.

20

Изобретение относится к температурным измерениям и может быть использовано в системах контроля и управления.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы поясняющие его работу; на фиг, 3 — структурная схема функционального генератора; на фиг. 4 — структурная схема преобразователя температуры в частоту.

Устройство для измерения температуры содержит преобразователь 1 температуры в частоту, счетчик 2, цифровой индикатор

3, функциональный генератор 4, делитель 5 частоты, триггер 6 и формирователь 7 импул ьсов сброса.

Функциональный генератор 4 (фиг, 3) содержит генератор 8 опорной частоты и включенные в кольцо первый делитель 9 с переменным коэффициентом деления (ДПКД), счетчик 10 импульсов и второй

ДПКД 11, причем первый вход второго

ДПКД 11 связан с выходом генератора 8 опорной частоты, второй вход второго

ДПКД 11, вход сброса счетчика 10 и второй вход первого ДПКД 9 соединены между собой и являются входом 12 функционального генератора 4, а его выходом 13 является выход первого ДПКД 9. На выходе функционального генератора 4 формируются импульсы, частота слеуования которых пропорциональна 1/, где t — текущее время.

Преобразователь 1 температуры в частоту (фиг, 4) содержит полупроводниковый (диодный) датчик 14 температуры, генератор 15 тока, источник 16 опорного напряжения, интегратор 17, ключ 18, дополнительный ключ 19, делитель 20 напряжения и компаратор 21.

Устройство работает следующим образом.

В заданные моменты времени t1, t2, сэ на выходе формирователя 7 импульсов сброса формируются сигналы, которые определяют начало процесса измерения температуры. Эти сигналы (диаграмма U2 на фиг. 2) поступают на входы R сброса делителя 5 частоты, триггера 6, счетчика 2 и функционального генератора 4, переводя их в нулевые состояния. Преобразователь 1 температуры в частоту формирует импульсы (0з), период T повторения которых обратно пропорционален температуре О датчика температуры Т =, где К вЂ” коэффициент

К пропорциональности. Делитель 5 частоты и триггер 6 формируют иэ периодической последовательности импульсов Оз сигнал Ug, 25

55 длительность которого равна длительности периода сигнала с выхода и реобразователя температуры в частоту Us. Сигнал Us поступает на вход Ч разрешения счета счетчика

2, на счетный вход С которого подаются импульсы U> с выхода функционального генератора, частота. которых пропорциональна 1/Р.При соответствующей калибровке, число N импульсов, накопившееся в счетчике за цикл измерения Uo, . соответствует измеряемой температуре в градусах Цельсия и индицируется цифровым индикатором 3. Для того чтобы получить максимальное быстродействие импульсы сброса Uz с выхода формирователя 7 импульсов формируются задним фронтом сигнала Us с выхода триггера 6, т.е. после формирования измерительного интервала.

Функциональный генератор (ФГ) 4 работает следующим образом. На вход 12 ФГ

4 с выхода формирователя 7 импульсов сброса поступают импульсы Uz (фиг. 2), каждый из которых осуществляет сброс ФГ 4 в исходное состояние и его повторный запуск. В исходном состоянии коэффициент деления каждого ДПКД минимален, а счетчик импульсов находится в единичном состоянии. Первый импульс с выхода генератора 8 опорной частоты поступает через второй и первый ДПКД 9 и 11 на счетный вход С счетчика 10 импульсов. С приходом каждого импульса с выхода первого ДПКД 9 на вход С счетчика 10 импульсов значение кода числа в нем изменяется на единицу, а коэффициент деления первого и второго

ДПКД 9 и 11 увеличивается на 1/64, в результате чего нэ выходе ФГ 4 формируется частотный сигнал, изменяющийся по закону

-1/t2.

Преобразователь температуры в частоту работает следующим образом.

Ток от генератора 15 тока создает на диодном датчике 14 температуры падение напряжения, величина которого уменьшается при возрастании температуры по линейному закону. Это напряжение подается на вход интегратора 17, При разомкнутых ключах 18 и 19 напряжение на выходе интегратора 17 увеличивается до момента его совпадения с напряжением, поступившим на первый вход компаратора 21. В момент совпадения напряжений на входах компаратора 21 он формирует кратковременный импульс, открывающий ключ 20, через который происходит разряд конденсатора интегратора. После закрывания ключа 20,указанный процесс периодически повторяется, в результате чего на выходе интегратора 17 формируются импульсы 0з, частота

1613878 повторения которых пропорциональна температуре датчика температуры.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения температуры, содержащее преобразователь температуры в частоту, счетчик, выход которого соединен с входом цифрового индикатора, триггер, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устрой,ства, в него введены функциональный генератор, формирователь импульсов сброса и делитель частоты, вход которого соединен с выходом преобразователя температуры в частоту, а выход подключен к входу триггера, выход которого соединен с управляющим входом формирователя импульсов сброса и управляющим входом счетчика, счетный вход которого соединен с выходом функционального генератора, при этом выход формирователя. импульсов сброса соединен с установочными входами преобразователя температуры в частоту, де- = лителя частоты, триггера, счетчика и функционального генератора.

2.Устройство пои. 1, отл ича ю щеес я тем, что функциональный генератор со5 держит генератор опорной частоты, счетчик импульсов и два делителя частоты с переменным коэффициентом деления, управляющие входы которых соединены с выходом счетчика импульсов, установочный вход ко10 торого соединен с установочным входом функционального генератора и установоч- ными входами делителей частоты с переменным коэффициентом деления. а счетный вход подключен к выходу функционального

15 генератора и выходу первого делителя частоты с переменным коэффициентом деления, вход которого соединен с выход м генератора опорной частоты через второй делитель частоты с переменным коэффици20 ентом деления.

1613878

Составитель В .Куликов

Техред M. Моргентал Корректор О.Кравцова

Редактор С.Лисина

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3886 Тираж 512 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5