SU838418A1 - Устройство дл измерени температуры - Google Patents

Description

Изобретение относится к термометрии .

Известно устройство для измерения температуры, содержащее резисторный датчик, нуль-орган, генератор тактовых импульсов, ключ и блок цифровой индикации [1 ].

Однако такое устройство не обладает требуемой точностью измерения из-за погрешности, обусловленной приближенностью компенсации нелинейности характеристики резисторного датчика температуры.

. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения температуры, содержащее резисторный датчик и магазин проводимостей, включенных в мостовую измерительную схему, (снабженную источником питания, блок цифровой индикации, ключ, входы которого соединены с выходом генератора тактовых импульсов и выходом нуль-органа, включенного в измерительную диагональ мостовой схемы Однако известное устройство позволяет использовать ограниченный класс характеристик резистивных датчиков температуры и не обладает требуемой точностью измерения температуры из-за ошибки, обусловленной систематической погрешностью датчика температуры и измерительной схемы, с Цель изобретения - повышение точности измерения при одновременном расширении класса используемых резистивных датчиков температуры.

Для достижения этой цели в устΙθ ройство введены функциональный преобразователь и два переключателя, причем нормально разомкнутые контакты первого переключателя соединены с выходом нуль-органа и с первым входом функционального преобразова15 теля, который через нормально замкнутые контакты второго'переключателя соединен с выходом ключа, и второй вход функционального преобразователя соединен с нормально разомкну20 тым контактом второго переключателя, а первый ή второй выходы функционального преобразователя соединены со входами блока цифровой индикации и магазина проводимостей соответст25 венно, причем функциональный преобразователь содержит адресный регистр, счетчики импульсов и блок памяти,’ первый вход которого соединен с выходом адресного регистра, вход которого го соединен со счетным входом перво4 w

го счетчика импульсов и с первым входом функционального преобразователя, а выходы блока памяти соединены со входами записи' кода первого и второго счетчиков импульсов, причем выход первого счетчика соединен с первым выходом функционального преобразователя, а выход другого счетчика - со вторым входом блока памяти и со вторым выходом функционального·, преобразователя и счетный вход вто- ^: рого счетчика импульсов соединен со вторым входом функционального преобразователя.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит резисторный датчик 1 температуры, магазин 2 проводимостей, резисторы 3 и 4, источник 5 питания, блок б цифров'ой индикации, ключ 7, генератор 8 тактовых импульсов, нуль-орган 9, функциональный преобразователь 10, переключатели 11 и 12, блок 13 памяти, адресный регистр 14, счетчики 15 и 16 импульсов.

Устройство работает следующим образом.

В режиме записи функции управления магазином 2 проводимостей в блок 13 памяти переключатели 11 и 12 находятся в положении/ противоположном показанному на чертеже. Импульсы с выхода генератора ,8 тактовых импульсов проходят через ключ 7 и переключатель 12 и заполняют.счетчик 15 им-, пульсов, выходным кодом которого управляется магазин 2 проводимостей. В момент равновесия мостовой измерительной схемы сигналом с нуль-органа 9 закрывается ключ 7, прекращая поступление импульсов в счетчик 15. Этот же сигнал через переключатель 11 поступает на вход адресного регистра 14, изменяя его состояние на единицу. В соответствующую ячейку блока 13 памяти записывается код с выхода счетчика 15 импульсов, пропорциональный значению проводимости магазина 2 в момент равновесия мостовой схемы и, следовательно, соответствующий значению температуры в данной точке диапазона измерения.Последовательно; Задавая дискретные значения температуры с шагом по температуре, не превышающем заданной абсолютной погрешности измерения, в блок 13 памяти записываются коды управления «агазином 2 проводимостей, соответствующие равновесию мостовой измерительной схемы в каждой точке диапазона измерения. В первую ячейку блока 13 памяти записывается код начального значения диапазона измерения температуры.

В режиме измерения переключатели 11 и 12 находятся в положении, показанном на чертеже. При этом последовательность импульсов с выхода ге нератора 8 тактовых импульсов, поступающая через ключ 7 и переключатель 12 на первый вход функционального преобразователя 10, преобразуется в параллельный код температуры, снимаемый с первого выхода функционального преобразователя 10, и фун- ТСцию управления магазином 2 проводимостей, соответствующую характеристике датчика 1, снимаемую со второго выхода функционального преобразователя 10·

Импульсами, поступающими на вход адресного регистра 14, осуществляется последовательный опрос ячеек блока 13 памяти. При нулевом состоянии адресного регистра 14 код начального значения диапазона измерения, считываемый с первого выхода блока 13 памяти, переписывается в счетчик 16 импульсов и в последующем - суммируется с количеством тактов считывания информации из .блока 13 памяти. Результат, соответствующий значению измеряемой температуры, выводится на блок 6 цифровой индикации.

Коды функции управления магазином 2 проводимостей переписываются в счетчик 15 импульсов, с выхода которого поступают на вход магазина 2 проводимостей, что приводит к изменению значения проводимости магазина до полного уравновешивания мостовой измерительной схемы. В момент равновесия мостовой схемы сигналом с нульоргана 9 закрывается ключ 7. При этом записанный в счетчике 16 импульсов код пропорционален значению измеряемой температуры.

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения за счет того, что при записи функции управления в функциональный преобразователь происходит автоматический учет систематических погрешностей датчика и измерительной схемы. Кроме того, применение Функционального преобразователя с возможностью воспроизведения любой монотонной функциональной зависимости позволяе'т расширить класс характеристик используемых резистивных датчиков.

В. случаях, когда производить запись функции управления магазином проводимостей, задавая требуемые значения температуры, затруднительно, эту операцию можно производить, задавая значения сопротивления в соответствии с известной характеристикой датчика,·подключив вместо него магазин сопротивлений. Но при этом будут учитываться не все систематические погрешности, например такие, как точность представления характеристики датчика;

Claims (2)

1

Изобретение относитс  к термометрии .

Известно устройство дл  измерени  температуры, содержащее резисторный датчик, нуль-орган, генератор тактовых импульсов, ключ и блок цифровой индикации l .

однако такое устройство не обладает требуемой точностью измерени  из-за погрешности, обусловленной приближенностью кo meнcaции нелинейност характеристики резисторного датчика температуры.

. . Наиболее близким .к предлагаемому  вл етс  устройство дл  измерени  температуры, содержащее .резисторный датчик и магазин проводимостей, включеннЬх в мостовую измерительную схему , «набженную источником питани , блок цифровой индикации, ключ, входы которого соединены с выходом генератора тактовых импульсов и выходом нуль-органа, включенного в измерительную диагональ мостовой .схемы 12}

Однако известное устройство позвол ет использовать ограниченный класс характеристик резистивных датчиков температуры и не обладает требуемой точностью измерени  температуры из-за ошибки, обусловленной систематичебкой погрешностью датчика температуры и измерительной схемы.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  при одновременном расширении класса используемых резистивных датчиков температуры.

Дл  достижени  этой цели в устройство введены функциональный пре0 образователь и два переключател , причем нормально разомкнутые контакты первого переключател  соединены с выходом нуль-органа и с первым входом функционального преобразова5 тел , который через нормально замкнутые контакты второгопереключател  соединен с выходом ключа, и второй вход функционального преобразовател  соединен с нормально разомкну0 тым контактом второго переключател , а первый и второй выходы функционального преобразовател  соединены со входами блока цифровой индикации и магазина проводимостей соответст5 венно, причем функциональный преобразователь содержит адресный регистр, счетчики импульсов и блок пам ти/ первый вход которого соединен с выходом адресного регистра, вход которо0 го соединен со счетным входом первого счетчика импульсов и с первым входом функционального преобразовател , а выходы блока пам ти соединены со входами записи кода первого и второго счетчиков импульсов, причем выход первого счетчика соединен с первым выходном функционального преобразовател , а выход другого счетчика - со вторым входом блока пам тии со вторым выходом функциональнохО, преобразовател  и счетный вход второго счетчика импульсов соединен со вторым входом функционального преобразовател .

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит резисторный датчик 1 температуры, магазин 2 проводимостей , резисторы 3 и 4, источник 5 питани , блок б цифровой индикации , ключ 7, генератор 8 тактовых импульсов, нуль-орган 9, функциональный преобрагюватель 10, переключатели 11 и 12, блок 13 пам ти, адресный регистр 14, счетчики 15 и 16 импульсов .

Устройство работает следующим образом.

В режиме записи функции управлени  магазином 2 проводимостей в блок 13 пам ти переключатели 11 и 12 наход тс  в положении, противоположном показаннои У на чертеже. Импульсы с выхода генератора ,8 тактовых импульсов проход т через ключ 7 и переключатель 12 и заполн ют, счетчик, 15 импульсов , выходным кодом которого управл етс  магазин 2 проводимостей. В момент равновеси  мостовой измерительной схемы сигналом с нуль-органа 9 закрываетс  ключ 7, прекраща  поступление импульсов в счетчик 15. Этот же сигнал через переключатель 11 поступает на вход адресного регистра 14, измен   его состо ние на единицу. В соответствующую  чейку блока 13 пам ти записываетс  код с выхода счетчика 15 импульсов, пропорциональный значению проводимости .магазина 2 в момент равновеси  мостовой схемы и, следовательно, соответствующий значению температуры в данной,точке диапазона измерени .Последовательно; Задава  дискретные значени  температуры с шагом по температуре , не превышающем заданной абсолютной погрешности измерени , в Слок 13 пам ти зaп Icывaютc  коды управлени  «агазином 2 проводимостей, соот етствующие равновесию мостовой измерительной схемы в кгикдой точке диапазона измерени . В первую  чейку блока 13 пам ти записываетс  код начального значени  диапазона измерени  температуры.

В режиме измерени  переключатели 11 и 12 наход тс  в положении, показанном на чертеже. При этом последовательноотъ импульсов с выхода генератора 8 тактовых импульсов, поступающа  через ключ 7 и переключа .тель 12 на первый вход функционального преобразовател  10, преобразуетс  в параллельный код температуры, с снимаемый с первого выхода функцио нального преобразовател  10, и фун- кцию управлени  магазином 2 проводимостей , соответствующую -характеристике датчика 1, снимаемую со второго

Q выхода функционального преобразов,ател  10. ,

Импульсами, поступающими на вход адресного регистра 14, осуществл етс  последовательный опрос  чеек блока 13 пам ти. При нулевом состо нии

адресного регистра 14 код начального значени  диапазона измерени , считываемый с первого выхода блока 13 пам ти , переписываетс  в счетчик 16 импульсов и в последующем - суммируетс  с количеством тактов считывани 

информации из .блока 13 пам ти. Результат , соответствующий значению измер емой температуры, выводитс  на блок б цифровой индикации.

5 Коды функции управлени  магазином 2 проводимостей переписываютс  в счетчик 15 импульсов, с выхода которого поступают на вход магазина 2 проводимостей , что приводит к изменению

Q значени  проводимости магазина до полного уравновешивани  мостовой измерительной схемы. В момент -равновеси  мостовой схемы сигналом с нульоргана 9 закрываетс  ключ 7. При зтом записанный в счетчике 16 импул 1сов код пропорционален значени1о измер емой температуры.

Предлагаемое устройство позвол ет повысить точность измерени  за счет того, что при записи функции управлени  в функциональный преобразователь происходит автоматический учет систематических погрешностей датчика и измерительной схемы. Кроме того, применение функционального преобразовател  с возможностью воспроизведени  любой монотонной функциональной завиЬимости позвол ет расширить класс характеристик используемых резистивннх датчиков.

п В. случа х, когда производить запись функции управлени  магазином проводимостей, задава  требуемые значени  температуры, затруднительно, эту операцию можно производить, за дава  значени  сопротивлени  в ооответствии с известной характеристикой датчика,-подключив вместо него магазин сопротивлений. Но при этом будут учитыватьс  не все систематические погрешности, например такие, как

0 1 точность представлени  характеристики датчика; - Формула, изобретени 

. 1. Устройство дл  измерени  температуры, содержащее резисторный

датчик и магазин проводимостей, включенных в мортовуто измерительную схему , снабженную источником питани , блок цифровой, индикации, ключ,  ходы которого соединены с выходом гене ратора тактовых импульсов и выходом нуль-органау включенного в измерительную диагональ мостовой схемы, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени  и расширени  класса используемых датчиков, в него введены функциональный преобразователь и два переключател , причем нормально разомкнутые контакты первого переключател  соединены с выходом нуль-органа и с первым входом функционального преобразовател , который через нормально замкнутые контакты второго переключател  соединен с выходом ключа, и второй вход функционального преобразовател  соединен с нормально разомкнутым контактом второго переключател , а первый .и второй выходы функционального преобразовател  соединены со входами блока цифровой индикации и магазина проводимостей соответственно .

2.. Устройство по п. 1, о т л и чающеес  тем, что функциональный преобразователь содержит адресный регистр, счетчики импульсов и блок цам ти, первый--вход которого соединен с выходом адресногорегистра , вход которого соединен со счете ным ВХОДОМ первого счетчика импульсов и с первым входом функционального преобразовател , а выходы блока пам ти соединены со входами записи кода первого и второго с1етчиков импульсов, причем выход первого счетчика соеди0 нен с первым выходом функционального преобразовател , а выход другого счетчика - со вторым входом блока пам ти и со втормы выходом функционального преобразовател  и счетный вход 5 второго счетчика импульсов соединен со вторым входом функционального преобразовател ,

. Источники информации, 0 прин тые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 619809, кл.С 01 К 7/16, 27.09.76.,

5 2. Нетребенко К.А. и др. Аналогоцифровые преобразователи дл  резисторных датчиков. М., Энерги , : 1975, с.83 (прототип).

- I