Цифровой интегральный термометр

 

Область использования: термометрия, системы управления технологическими процессами . Сущность изобретения, термометр содержит датчик температуры, усилитель-формирователь, преобразователь Код Грея - двоичный код, двоичный сумматор, запоминающие блоки, таймер, преобразователь двоичного кода в двоичнодесятичный, индикатор, обнуляющий вход, биметаллические спиоали Архимеда 11, неподвижную ось 12. подвижную ось 13, круговую кодовую шкалу 14, шарниры 15, элементы 16 считывания кода, корпус 17, кодовые дорожки, разрядные кодовые дорожки . Внутренние концы биметаллических спиралей датчика температуры жестко закреплены на неподвижной оси корпуса, внешние шарнирно соединены с кодовой шкалой, укрепленной на подвижной оси При повороте шкалы элементы считывания кода считают информацию с кодовых и разрядных кодовых дорожек и передают ее на входы многоканального усилителя-формирователя . 1 з п ф-лы, 3 ил

СОЮЗ СОВЕ ТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ся >л G 01 К 5/62

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. 2 (21) 4873026/10 (22) 29.08.90 (46) 30,08.92. Бюл, N 32 (71) Физико-технический институт АН ТССР (72) А.Т.Белоус и В;А.Полуянов (56) Авторское свидетельство СССР

N 209800, кл. G 01 К 5/62, 1967.

Авторское свидетельство СССР

М 226666226699,, кклл. G 01 К 5/62, 1969. (54) ЦИФРОВОЙ ИНТЕГРАЛЬНЫЙ ТЕРМ0МЕТР (57) Область использования; термометрия, системы управления технологическими процессами. Сущность изобретения: термометр содержит датчик температуры, усилитель-формирователь, преобразователь Код Грея — двоичный код, двоичный. SU, 1758449 А1 сумматор. запоминающие блоки, таймер, преобразователь двоичного кода в двоичнодесятичный, индикатор. обнуляющий вход, биметаллические спиоали Архимеда 11. неподвижную ось f2. подвижную ось 13, круговую кодовую шкалу 14. шарниры 15, элементы 16 считывания кода, корпус 17, кодовые дорожки. разрядные кодовые дорожки, Внутренние концы биметаллических спиралей датчика температуры жестко закреплены на нЕподвижной оси корпуса, внешние шарнирно соединены с кодовой шкалой, укрепленной на подвижной оси.

При повороте шкалы элементы считывания кода считают информацию с кодовых и разрядных кодовых дорожек и передают ее на входы многоканального усилителя-формирователя. 1 з.п. ф-лы, 3 ил, 1758449. Изобретение относится к технике измерений характеристик окружающей среды и может быть использовано в составе цифровых систем сбора метереологической информации или систем управления технологическими процессами, характер протекания которых зависит от температуры воздуха.

Известен биметаллический термометр, содержащий биметаллическую спираль, размещенную внутри корпуса, основанием которого служит магнит, а к центральному витку спирали присоединена стрелка, расположенная между циферблатом и защитным стеклом.

Однако обработка результатов измерения термометров с биметаллической спиралью для ввода в ЭВМ требует много времени, так как информации должна быть представлена в дискретном кодированном виде.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является термометр, содержащий биметаллическую спираль, внутренним концом жестко прикрепленную к стержню с закрепленным на нем диском.

Стержень крепится с помощью растяжек к обойме, которая служит каркасом, Растяжки с помощью пружин прикреплены к обойме, Нэ кодовой дорожке диска установлены бесконтактные датчики, выходные сигналы которых образуют параллельный код, содержащий информацию о температуре, Для визуального отсчета температуры в термометре имеется шкала.

Известный термометр применяется как первичный датчик температуры для ввода этих значений в ЭВМ, Самостоятельного применения термометр не имеет. В связи с относительно высокой стоимостью ЭВМ экономически оправдано только массовое применение описанных термометров, сосредоточенных в одном месте, локализированных в ограниченном объеме (цех, складское помещение), При необходимости применения этих термометров в системах сбора информации или системах управления технологическими процессами, имеющих протяженные размеры, например системы орошения, стоимость линий связи становится соизмеримой с ЭВМ, а стоимость одного измерения температуры будет еще выше.

Кроме того, известный термометр без применения ЭВМ не может измерять интегральную температуру, которая является одним из основных показателей стадий продукционного процесса растений.

Цель изобретения — повышение точности измерений и осуществление возможно5

ЗО

35 сти измерения интегральной температуры, а также устранение избыточности круговой кодовой шкалы.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой интегральный термометр, содержащий корпус с биметаллическим датчиком температуры, связанным с круговой кодовой шкалой, и установленные неподвижно относительно кодовой шкалы элементы считывания кода, дополнительно введена многоканальная система цифровой обработки сигналов с обнуляющим входом, включающая в себя два запоминающих блока, таймер, последовательно соединенные многоканальные преобразователь и индикатор, а также последовательна подключенные многоканальные усилитель-формирователь логических двоичных единиц и преобразователь код Грея — двоичный код, разрядные выходы которого соединены с разрядными входами двоичного сумматора, разрядные выходы двоичного. сумматора связаны с разрядными входами запоминающего блока, а его другие разрядные входы подключены к разрядным выходам другого запоминающего блока. разрядные выходы запоминающего блока связаны с разрядными входами другого запоминающего блока, выходы таймера соединены с входами "Разрешение записи" запоминающих блоков, обнуляющие входы которых подключены к обнуляющему входу системы цифровой обработки сигналов, при этом выходы датчика температуры связаны с входами усилителя-формирователя логических двоичных единиц, которые подключены к входу многоканальной системы обработки сигналов датчика, датчик температуры выполнен состоящим из трех одина40 ковых биметаллических спиралей

Архимеда, установленных горизонтально и параллельно с зазорами друг относительно друга, внутренние концы спиралей жестко закреплены на оси и равномерно располо45 жены по ее окружности, ось выполнена в виде двух трубок и одни их торцы укреплены в корпусе, имеющем опоры, в которых установлены концы дополнительной подвижной оси, размещенной внутри оси в виде трубок, 50 кодовая шкала установлена в зазоре между другими торцами оси в виде двух трубок, жестко связана с пдвижной осью и шарнирно с внешними .концами биметаллических спиралей, размещенных равномерно па ок55 ружности кодовой шкалы, а элементы считывания кода своими выходами соединены с выходами датчика температуры, разрядные выходы старших разрядов до (а+1)-го включительно запоминающего блока соединены с входами преобразователя кода в двоич1758449 а lo n г т

2к где а — угол максимального поворота круговой кодовой шкалы в радианах;

N — количество уровней дискретизации 2 диапазона измерения температуры.

На.фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого цифрового интегрального термометра; на фиг, 2 — схема датчика температуры; на фиг. 3 — схема круговой кодо- 2 вой шкалы.

Цифровой интегральный термометр содержащий датчик 1 температуры, каждый разрядный выход которого соединен с соответствующим входом многоканального уси- 3 лителя-формирователя 2 логических двоичных единиц. выходы которого подключены к соответствующим входам многоканального преобразователя 3 код Грея— двоичный код. Разрядные выходы многока- 3 нального преобразователя 3 код Грея — двоичный код соединены с разрядными входами двоичного сумматора 4. Разрядные выходы двоичного сумматора 4 соединены с разрядными входами запоминаю цего бло- 4 ка 5. Разрядные выходы запоминающего блока 5 соединены с разрядными входами другого запоминающего блока 6. Разрядные выходы другого запоминающего блока

6 соединены с другими разрядными входа- 4 ми двоичного сумматора 4. Выходы таймера

7 соединены с входами "Разрешение записи" запоминающих блоков 5 и 6. Обнуляющие входы запоминающих блоков 5 и 6 подключены к обнуля ющему входу 10 систе- 5 мы цифровой обработки сигналов, Кроме того. разрядные выходы старших разрядов до (а+1)-го включительно запоминающего блока 5 соединены с входами многоканального преобразователя В двоичного ко- 5 да в двоична-десятичный. Причем значение а является целым числом и определяется как, а =logz М, но-десятичный, а разряд а определяется величиной

a=logz М, где М вЂ” число отсчетов температуры в сутки.

Кроме того, круговая кодовая шкала цифрового интегрального термометра выполняется в виде L круговых кодовых дорожек, каждая иэ которых состоит из ill разрядных кодовых дорожек, с каждой иэ которых сопряжен соответствующий элемент считывания кода, а количество L и !1l соответственно круговых кодовых и разрядных кодовых дорожек определяется из соотношения где M — число отсчетов температуры в сутки, также является целым числом. выбивается кратным "2", Датчик 1 температуры выполнен состо5 ящим иэ трех идентичных биметаллических спиралей Архимеда l1. Указанные спирали

Архимеда 11 расположены друг над другом горизонтально в параллельных плоскостях с зазорами между собой по высоте. Внутрен10 ние концы биметаллических спиралей Архимеда 11 жестко закреплены на оси 12 в виде двух трубок, причем указанные внутренние концы спиралей Архимеда расположены равномерно по окружности оси 12, 15 т.е. разнесены в пространстве на угол

120 . Одни торцы этих трубок (из которых состоит ось 12 — в виде двух трубок) укреплены в корпусе 1?. Корпус 17 имеет опоры, в которых установлены концы дополнитель0 ной подвижной оси 13. На подвижной оси

13, имеющей свободу вращения в горизонтальной плоскости, уреплена и жестко связана с ней круговая кодовая шкала 14, установленная в зазоре между другими тор5 цами оси 12 в виде двух трубок. Через равные промежутки вдоль окружности круговой кодовой шкалы 14 с помощью осей 15 с круговой кодовой шкалой 14 шарнирно соединены внешние концы биметаллических

0 спиралей 11. Элементы 16 считывания кода своими выходами соединены с выходами датчика 1 температуры. Конструктивно все элементы датчика 1 температуры размещены в корпусе17.

5 Круговая кодовая шкала 14 состоит из двух кодовых дорожек l7 и 18. а каждая круговая кодовая дорожка состоит из трех разрядных кодовых дорожек, т.е. круговая кодовая дорожка !7 состоит из разрядных

0 кодовых дорожек 19 — 21, являющихся кодовыми дорожками первого. второго и третьего разрядов соответственно. круговая кодовая дорожка 18 состоит из разрядных кодовых дорожек 22 — 24, являющихся раз5 рядными кодовыми дорожками четвертого, пятого и шестого оаэрядов соотгетственно.

Над каждой из разрядных кодовых дорожек, т.е. над каждой иэ дорожек 19-24, располагаются элементы 16считыванио. кода. Шесть

0 элементов l6 считывания кода снимают информацию с разрядных кодовых дорожек и образуют первичную кодовую комбинацию цифровых сигналов измеряемой т.. пературы в коде Грея, 5 Предлагаемый цифровой (н(егральный термометр работает следу(ощк(" о разом.

Информационные сигналы с д г.нка 1 температуры поступают на сохi ((-тс-вующие входы многоканально(о ус; (T(.ëî -формирователя 2 логических две(((;..-«:-..:»;ниц, 1758449

На выходах усилителя-формирователя 2 логических двоичных единиц формируются сигналы иэ стандартных логических двоичных единиц и нулей, образующих собой кодовую комбинацию измеряемой в данный момент температуры. Для уменьшения ошибки при считывании кода температуры в датчике 1 температуры применен код

Грея, На разрядных выходах многоканального преобразователя 3 код Грея — двоичный код, после преобразования кода Грея в обычный код, формируется цифровой сигнал в двоичном коде. Сформированная таким образом кодовая комбинация двоичных единиц и нулей подается на разрядные входы двоичного сумматора 4. На другие разрядные входы двоичного сумматора 4 поступает информация (кодовая комбинация), характеризующая результат предыдущего суммирования, которая хранится в другом запоминающем блоке 6, На разрядных выходах двоичного сумматора 4 формируется выходной сигнал, равный сумме двух цифровых сигналов: одного — с разрядных выходов многоканального преобразователя код Грея — двоичный код, и второго — с разрядных выходов другого запоминающего блока 6. Описанный суммарный цифровой сигнал (кодовая комбинация) поступает с разрядных выходов двоичного сумматора 4 на разрядные входы запоминающего блока 5. После поступления разрешающего сигнала, который вырабатывается таймером 7, на вход

"Разрешение записи" запоминающего блока 5 с одного выхода таймера 7 происходит запись кодовой комбинации суммарного цифрового сигнала в запоминающем блоке

5. После этого кодовая комбинация суммарного цифрового сигнала будет присутствовать на разрядных выходах запоминающего блока 5, Разрядные выходы запоминающего блока 5 соединены с соответствующими разрядными входами другого запоминающего блока 6, поутбму кодовая комбинация суммарного цифрового сигнала будет присутствовать на разрядных входах другого запоминающего блока 6. В это время на разрядных выходах другого запоминающего блока 6 по-прежнему будет находиться кодовая комбинация суммарного цифрового сигнала предыдущего суммирования, а на его разрядных входах — кодовая комбинация суммарного. цифрового сигнала, полученного при текущем суммировании в процессе текущего измерения температуры. После поступления разрешающего сигнала с другого выхода таймера 7 на вход

"Разрешение записи" другого запоминающего блока 6 происходит запись кодовой

40 бинация суммарного цифрового сигнала текущего измерения температуры будет присутствовать на указанных входах двоичного сумматора 4. Разрядные выходы старших разрядов до (а+1)-ro включительно запоминающего блока 5 заведены на разрядные входы многоканального преобразователя 8 двоичного кода в двоично-десятичный, разрядные выходы которого заведены на многоканальный индикатор 9, в котором происходит отображение результатов измерения. Сброс результатов измерения осуществляется подачей на обнуляющий вход 10 системы цифровой обработки сигналов обнуляющего сигнала. С обнуляющим входом 10 соединены обнуляющие входы запоминающего блока 5 и другого запоминающего блока 6, В дальнейшем весь процесс измерения повторяется снова, После окончания этого цикла измерения на одни разрядные входы двоичного сумматора 4 с датчика 1 температуры после многоканального усилителя-формирователя 2 логических двоичных единиц и многоканального преобразователя 3 код Грея — двоичный код поступает новая кодовая комбинация цифровых сигналов, соответствующая новому значению измеряемой температуры, На других входах двоичного сумматора 4 присутствует кодовая комбинация суммарного цифрового сигнала текущего измерения температуры, На разрядных выходах двоичного. сумматора 4 будет присутствовать сумма новой кодовой комбинации и кодовой комбинации суммарного цифрового сигнала текущего. измерения температуры. Эта новая сумма присутствует на разрядных входах запоминающего блока 5.

Перед началом работы после подачи напряжения питания на цифровой интегральный термометр с выходов датчика 1 температуры на одни входы двоичного сумматора 4 будет поступать двоичное число, соответствующее измеряемой температуре в данный момент времени. Пусть это число равно 011 001 (25О), так как на другие разрядные входы двоичного сумматора 4 в это же время с разрядных выходов другого запоминающего блока 6 поступает число, равкомбинации суммарного цифрового сигнала . текущего измерения в другом запоминающем блоке 6. После записи указанная кодовая комбинация суммарного цифрового сигнала текущего измерения температуры присутствует на разрядных выходах другого запоминающего блока 6, Так как разрядные выходы другого запоминающего блока 6 соединены сдругими разрядными входами двоичного сумматора 4. то кодовая ком1758449 ное нулю (О 000 000 000 000 000), то на выходе двоичного сумматора 4 будет присутствовать число 0 000 000 000 011 001.

Таймер 7 периодически М = 2 раэ в сутки посылает разрешающий сигнал вначале на вход "Разрешение записи" запоминающего блока 5, а затем на вход "Разрешение записи" другого запоминающего блока 6. Поэтому число 0 000 000 000 011 001 вначале будет записано в запоминающий блок 5, а затем перезаписано в другой запоминающий блок

6, Пусть по прошествии времени, равного периоду повторения импульсов таймеров 7, на выходе датчика 1 температуры установится новое значение температуры 011 100 (28 ). тогда на выходе двоичного сумматора

4 будет число

0 000 000 000 011 001 (25 С)

0 000 000 000 011 100 (28 С)

0 000 000 000 110 101 (53 С), означающее десятичное число "53". которое сначала будет записано в запоминающий блок 5, а затем в другой запоминающий блок 6, В течение суток операция суммирования будет осуществлена M = 2 раэ, где а — целое число. Пусть 2 = 16, т.е. суммирование температур осуществляется через 1,5 ч.

Для получения среднесуточной температуры досточно число, состоящее из суммы 2 членов разделить на 2а, т.е. среднесуточная температура а о 1

Т ср= — 7, 4.

2 1=1

Для усреднения двоичного числа после

2 сложений достаточно поставить запятую в делимом, отсчитав а разрядов слева. В цифровом интегральном термометре это усреднение достигается тем, что информация снимается с разрядных выходов старших разрядов по (а+1)-й включительно запоминающего блока 5. На разрядных выходах старших разрядов до (а+1)-ro включительно запоминающего блока 5 всегда будет находиться кодовая комбинация, характеризующая измеряемую величину — интегральную температуру.

Термочувствительными элементами датчика 1 температуры являются три биметаллических спирали Архимеда 11, которые под действием температуры изменяют свои геометрические размеры (удлиняются при повышении температуры и укорачиваются при уменьшении температуры). Укаэанные биметаллические спирали Архимеда 11 располагаются горизонтально и параллельно друг другу с зазорами между собой по высоте. Внутренние концы биметаллических спиралей 11 жестко соединены с осью 12 в виде двух трубок, расположенной вертикально. и равномерно распределены по окружности

5 этой оси 12. Внешние концы биметаллических спиралей 11 с помощью осей 15 шарнирно соединены с круговой кодовой шкалой

14, Изменение длины биметаллических спиралей 11 вызывает поворот круговой кодовой

10 шкалы 14. Круговая кодовая шкала 14 жестко укреплена на подвижной оси 13, имеющей возможность вращения в горизонтальной плоскости. Подвижная ось 13 укреплена на опорах, расположенных в корпусе 17. Над

15 кодовыми дорожками круговой кодовой шкалы 14 располагаются элементы 16 считывания кода, которы формируют дискретные сигналы двоичных единиц и нулей.

Для уменьшения ошибки при считывании

20 кода с круговой кодовой шкалы 14 она выполнена в коде Грея.

Три биметаллические спирали 11 Архимеда выполняют функцию своеобразного стабилизатора положения вертикальной по25 движной оси 13 и создают необходимое усилие для поворота круговой кодовой шкалы

14. Известно, что линейное удлинение каждой компоненты любой из биметаллических спиралей 11 подчиняется линейному

30 закону

l -=1, +àt, где 1Π— первоначальная длина компоненты биметаллической спирали 11 в начале измеряемого температурного диапазона;

35 а — коэффициент линейного расширения компоненты биметаллической спирали 11;

t — значение температуры из диапазона измеряемых температур, 1нач < t < 1кон.

40 Это приводит к тому, что в выбранном диапазоне измерения температуры нач < 1 <

<ткОн шкала предлагаемого цифрового интегрального термометра, соответствующая значениям измеряемой температуры, бу45 дет линейной. Поэтому точность измерения температуры будет зависеть от количества различных кодовых комбинация круговой кодовой шкалы 14, приходящегося на один градус изменения температуры во

50 всем диапазоне измерения указанной величины.

Например, для диапазона изменения температуры в пределах 0- 60" С и ри N =- 26=

= 64 кодовых кобминациях круговой кодо55 вой шкалы 14 на 1 С будет приходиться

26/60 = 64/60 = 1 кодовая комбинация или точность измерения будет равна 1 "С. Если требуется точность измерения, равная

0,5 С, то требуется круговая кодовая шкала

1758449

14 с числом N =; N--2 -64 х 2 = 128.

Таким образом в предлагаемом цифровом интегральном термометре реализуется повышение точности измерения температуры, Осуществление возможности измерения интегральной температуры реализуется наличием в предлагаемом цифровом интегральном термометре запоминающих блоков

5 и 6., двоичного сумматора 4 и их взаимными связями, .

Конструкция датчика 1 температуры выполнена так, что круговая кодовая шкала 14 поворачивается,на подвижной оси 13 на угол менее 360 при верхнем пределе измерения в заданном диапазоне измерения температуры, т.е. подвижная кодовая шкала

14 поворачивается менее чем на один оборот. Поэтому разрядные кодовые дорожки

19-24 размещены в пределах равных друг другу центральный секторов, центральный угол которых равен углу максимального поворота круговой кодовой шкалы 14, соответствующего наибольшему значению температуры в требуемом диапазоне измерения. фф ,Для измерения агрометеопараметров в течение промежуточного процесса растений достаточен диапазон температур 0—

60 С. В общем случае при выборе дискретизации диапазона измерения температур исходят из того. что количество уровней дискретизации К равно или несколько превышает количество Т градусов

Цел ьсия в диапазоне измерения температуры 2" = N > Т, где N -- количество уровней дискретизации диапазона измерения температуры; Т вЂ” количество градусов Цельсия в диапазоне измерения температуры; и— копичество разрядных кодовых дорожек, Для диапазона измерения температуры

0 — 60"С2" = 64 60, т.е. дискретизация диапазона измерения должна быть выполнена по 64 уровням.

Тогда для обеспечения заданной дискретизации диапазона измерения температуры потребуется и разрядных кодовых дорожек: n = log2 64 = 6.

Пусть угол максимального поворота кодовой шкалы при изменении температуры от 0 до 60 С а = 110 .

Деля длину окружности в угловых единицах на угол максимального поворота, получают число разрядных кодовых дорожек, которое может быть размещено по длине окружности круговой кодовой шкалы I! j

= = 3, или в общем виде

360О

110

I l I— 360 2л а

5 где a — значение угла максимального поворота круговой кодовой шкалы 14, угл, град.; а — значение угла максимального поворота круговой кодовой шкалы 14, рад, Поскольку на круговой кодовой дорожке

17 (или 183, охватывающей всю окружность ! круговой кодовой шкалы 14, размещаются три разрядных кодовых дорожки 19-21 (или

22 — 24), то число круговых кодовых дорожек

1 = и/ I!I = 6/3 = 2, В общем случае число круговых кодовых дорожек, размещаемых на круговой кодовой шкале 14, равно

СР log2 N а tog2 N

20 360о 2 л где — число круговых кодовых дорожек;

N — количество уровней дискретизации диапазона измерения температуры;

a — угол максимального поворота круговой кодовой шкалы, угл. град,; а — угол максимального поворота круговой кодовой шкалы, рад.

Пример. Пусть угол максимального поворота круговой кодовой шкалы 14 предлагаемого цифрового интегрального термометра a = 110О, Диски с кодовыми шкалами традиционно выполняются так, что разрядная кодовая дорожка каждого разряда занимает всю длину окружности кодового диска.

В случае применения такого кодового диска в предлагаемом цифровом интегральном термометре часть кодовой дорожки каждого разряда будет не использована, 40 так как кодовый диск будет поворачиваться только на угол а= 110О. Так, при дискретизации диапазона измерения в N = 2

6 отсчетов будет задействован кодовый диск с шестью дорожками. Но при работе цифрового интегрального термометра будет использоваться только часть кодового диска, а именно сектор с центральным углом в 110О, так как поворот кодового диска MGHblUB одного оборота вокруг своей оси. Значит, ре50 ально будет использоваться не 26 отсчетов, а значительно меньше: 1 360

55 2 где a — угол максимального поворота кодового диска цифрового интегрального термометра;

1758449

10

25

Кл — количество уровней дискретизации диапазона измерения температуры, в данном примере N = 64;

Йг — число уровней дискретизации, реально используемые при традиционном кодовом диске, N> а т.е. Йг =

360 или численно

И = 64Х110 19 5 = 20

Для получения требуемого числа отсчетов Кг, равного 64, требуется кодовый диск с числом отсчетов Кз. которое находят из соотношения

Мз 360

Кг а

Отсюда

360 Мг

Изили численно

Мз =,= 209,5 = 210 (отсчетов), 360 64

110 что близко к числу 2 = 256 или эквивалентно кодовому диску с восемью кодовыми дорожками (восьмиразрядному кодовому диску).

Следовательно, чтобы получить требуемую дискретизацию диапазона измерения на традиционных кодовых дисках, требуется кодовый диск с восемью кодовыми дорожками, который по сравнению с предлагаемым кодовым диском обладает значительной информационной избыточностью, Кроме того, такая избыточность традиционного кодового диска приводит к аппаратурной избыточностью, т.е. требуется не

6 элементов считывания кода, а 8, Это приводит к дальнейшему усложнению схемы предлагаемого цифрового интегрального термометра. Увеличение числа кодовых дорожек ведет к увеличению радиальных размеров кодового диска и его массы, что увеличивает нагрузку на подвижную ось датчика температуры предлагаемого цифрового интегрального термометра и к увеличению его габаритных, а следовательно, и весовых характеристик.

Применение в датчике температуры предлагаемого цифрового интегрального термометра кодового диска нетрадиционной конструкции устраняет избыточность кодового диска, аппаратурную избыточность цифрового интегрального термометра, уменьшает нагрузку на подвижную ось датчика температуры цифрового интегрального термометра, радиальные размеры кодового диска датчика температуры цифрового интегрального термометра, а также габаритные размеры и вьи.вине х,1р 3к-:еристики датчика температуры цифровсио интегрального термометра.

Предлагаемый цифровой интегральный термометр можно использовать в составе системы сбора агрометеорологической информации и системы управления технологическими процессами по температуре воздуха, в частности в составе системы орошения с водосберегающей технологией полива сельскохозяйственных культур.

Формула изобретения

1, Цифровой интегральный термометр, содержащий корпус с биметаллическим датчиком температуры, связанным с круговой кодовой шкалой, а также установленные неподвижно относительно кодовой шкалы элементы считывания кода, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения температуры и обеспечения возможности измерения интегральной температуры, в него введена многоканальная система цифровой обработки сигналов с обнуляющим входом, включающая в себя два запоминающих блока, таймер, последовательно соединенные многоканальные преобразователь и индикатор, а также последовательно подключенные многоканальные усилитель-формирователь логических двоичных единиц и преобразователь код Грея — двоичный код, разрядные выходы которого соединены с разрядными входами двоичного сумматора, разрядные выходы двоичного сумматора связаны с разрядными входами запоминающего блока, а его другие разрядные входы подключены к разрядным выходам другого запоминающего блока, разрядные выходы запоминающего блока связаны с разрядными входами другого запоминающего блока, выходы таймера соединены с входами "Разрешение записи" запоминающих блоков, обнуляющие входы которых подключены к обнуляющему входу системы цифровой обрабогки сигналов, при этом выходы датчика температуры связан с входами усилителя-формирователя логических двоичных единиц, которые подключены к входу многоканальной системы обработки сигналов датчика, датчик температуры выполнен состоящим из трех одинаковых биметаллических спиралей

Архимеда, установленных горизонтально и параллельно с зазорами друг относительно друга, внутренние концы спиралей жестко закреплены на оси и равномерно расположены по ее окружности, ось выполнена в виде двух трубок и одни их торцы у кр ..плены

1758449 в корпусе, имеющем опоры, в которых установлены концы дополнительной подвижной оси, размещенной внутри оси в виде трубок, кодовая шкала установлена в зазоре между другими торцами оси в виде двух трубок, жестко свазана с подвижной осью и шарнирно с внешними концами биметаллических спиралей, размещенных равномерно по окружности кодовой шкалы, а элементы считывания кода своими выходами соединены с выходами датчика температуры, разрядные выходы старших разрядов до (а+1)-го включительно запоминающего блока соединены с входами преобразователя двоичного кода в двоично-десятичный, а разряд а определяется величиной

a = logy M, где M — число отсчетов температуры в сутки.

2, Термометр по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью устранения информационной избыточности кодовой шкалы, она выполнена в виде L круговых кодовых доро5 жек, каждая иэ которых состоит из разрядных кодовых дорожек, с каждой из которых сопряжен соответствующий элемент считывания кода, а количество L u I I I соответственно круговых кодовых и разрядных кодовых доро10 жек определяется иэ соотношений — — — IlI = а Ioo N 2д

2и

15 где а — угол максимального поворота. круговой кодовой шкалы, рад.;

М вЂ” количество уровней дискретизации диапазона измерения температуры.

1758449

Составитель В. Полуянов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор А. Долинич

Редактор А,0rap

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

Заказ 2991 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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