Устройство для измерения температуры
< >718728
Сею Советских
Сскиалистических, Республик
ОП И-О Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВЯДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительйое к авт, свид-ву— (22) Заявлено 31.10.78 (21) 2684165/18-10 (51) М.Кл. G 01 К 7/32 с присоединением заявки №вЂ”
Государственный комитет
СССР ае делам изобретений и открытий
1 (53) УДК 53653 (088.8) (23) Приоритет— (43) Опубликовано 28.02.80. Бюллетень № 8 (45) Дата опубликования описания 28,02.80 (72) Авторы изобретения В. С. Барабаш, А. Н. Дрянов, Г. Н. Лобанов, М. Б. Мясников и Ю.-В. Подгорный (7:1} Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
Изобретение относится к области термометрии.
Известно устройство для измерения температуры, содержащее частотный датчик температуры, эталонный генератор, индикатор (11.
Однако это устройство не обеспечивает требуемой точности измереняя из-за по-. грешности, обусловленной нелинейной температурно-частотной зависимостью датчи ка температуры.
Наиболее близкое,к изобретению техническое,решение — устройство для измерения температуры, содержащее частотный датчик температуры и эталонный генератор, подключенные через формирователи импульсов к входам импульсно-фазового детектора, ключ, к выходу которого подключены соединенные последовательно счетчик импульсов, дешифратор и цифровой индикатор, а к управляющему входу ключа подсоединены последовательно формирователь временных интервалов и перестраиваемый генератор (2).
Погрешность измерения такого устройства обусловлена нелинейностью характеристики датчика температуры.
Цель изобретения — повышение точности измерения температуры, 2
Для этого в устройство введены функциональная матрица и соединенные после- довательно делитель частоты и сумматор, второй вход которого через функциональную матрицу подключен к второму выходу счетчика птмпульсов, а выход — к входу ключа, причем выход импульсно-фазового детектора подсоединен к входу делителя частоты.
На чертеже показана блок-схема устройства.
Устройство содержит частотный датчик
1 температуры, эталонный генератор 2, формирователи 3 и 4 импульсов, импульснофазовый детектор б, делитель б частоты следования импульсов, суммирующее устройство 7, ключ 8, счетчик 9 импульсов, деяифратор 10, цифровой индикатор 11, функциональную матрицу 12, формирователь 18 временных интервалов и перестраиваемый генератор 14, Устройство работает следующим образом.
Сигналы с выхода частотного датчика 1 температуры, в качестве которого используется кварцевый резонатор, и выхода эталонного генератора 2 через формирователи 8 и 4 импульсов поступают в импульсно-фазовый детектор 5. При температуре, равной 0 С, частоты датчика 1 температу718728 ры и эталонного генератора 2 имеют дробно-рациональное отношение, и на выходе импульсно-фазового детектора 5 импульсное напряжение отсупствует. Изменение температуры приводит к изменению частоты датчика на величину,Af= à„ t, где
,р — среднее значение температурного коэффициента частоты датчика; t — температу,р а.
В этом случае с выхода импульсно-фазового детектора 5 на вход делителя б частоты поступает непрерывная последовательность импульсов с частотой следова ния hf. В делителе частоты частота hf
И. И делится на значения —; — — ... — —, где ив
2 4" 2" коэффициент деления, выбираемый в зависимости от требуемой точности линеаризации. Разделенные частоты поступают на входы суммирующего устройства 7 (числ о входов равно n). В теченйе первого отсче-. та с выхода суммирующего устройства 7 поступает частота Af, так как на его управляющем входе установлен код полного суммирования, С формирователя 18 временных интер-:валов на управляющий вход ключа 8 по ступает сигнал, открывающий ключ на
1 время Т=, где а — дикретность измен, .а рения температуры, равная 0,1, 0,01, 0,001 С. Временной-йнтервал устанавли вается в зависимости от а, в заданном диапазоне температур подстройкой частоты генератора 14. С выхода ключа 8 на счетчик импульсов 9 поступает пачка импульсов, количеств о которых равно значе- . нию Т в единицах измерения температуры.
После первого отсчета на входе функциональной матрицы 12 устанавливается код участка аппроксимации, в зависймости от которого функциональная матрица 12 вырабатывает код сум мирования на управляющем входе суммирующего устройства 7.
B суммирующем устройстве 7 происхбдит суммирование определенных частот, поступающих с выходов делителя частоты б, и в результате на вход ключа 8 поступает последовательность импульсов с частотой следования
Д, х;;((; — /; ) + а (,t — 4), i=0 где k — порядковый номер участка аппроксимации; — среднее значение температурного коэффициент а" частоты датчика k-ro участка аппроксимации; — текущее значение температуры, находящееся в пределах (k+1)го участка аппроксимации;
4 — конечная температура 4-го участка -аппрокси йации;
Общее количество участков аппроксимации выбирается в зависимости от заданного температурного диапазона и точности ® линеаризации. Таким образом, на вход счетчика 9 в течение второго и последующего отсчетов поступает количество импульсов, точно соответствующее измеряемой температуре t. Введение новых элементов: делителя частоты, суммирующего устройства и функци ональной матрицы позволило повысить точность кварцевого термометра. Так, при наличии четырех участков аппроксимации составляющая погрешности, обусловленная нелинейностью характеристики частотного датчика температуры, уменьшается в восемь раз по сравнению с известным устроиством. Формула изобретения Устройство для измерения температуры, содержащее частотный датчик температуры и эталонный генератор, подключенные через формирователи импульсов к входам импульсно-фазового детектора, ключ, к выходу которого подключены соединенные последовательно счетчик импульсов, дешифратор и цифровой индикатор, а к управляющему входу ключа подсоединены последовательно формирователь временных интервалов и перестраиваемый генератор, от ли ч а ю щ е ес я тем, что, с целью по4О, вышения точности измерения температуры, в устройство введены функциональная мат рица и соединенные последовательно делитель частоты и сумматор, второй вход которого через функциональную матрицу 45 Подключен к второму выходу счетчика импульсов, а выход — к входу ключа, причем выход импульсно-фазового детектора подсоединен к входу делителя частоты. 50 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе заявки: 1. Пекарь К. И., Ярославский М. И. Термочувствительные кварцевые резонато55 ры для измерения температуры. «Заводская лаборатория», № 8, 1971, с, 986. 2. Авторское свидетельство СССР № 495556, кл. G 01 К 7/32, 30.11.73 (про50 тотип). 718728 Составитель А. Тереков Техред В, Серякова Корректор И, Осиновская Редактор В. Рыбакова Тнп. Харьк. фнл. пред. «Патент» Заказ 46/106 Изд. № 165 Тираж 729 Подписное НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва; Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
