[go: up one dir, main page]

SU1281922A1 - Digital temperature meter - Google Patents

Digital temperature meter Download PDF

Info

Publication number
SU1281922A1
SU1281922A1 SU853930598A SU3930598A SU1281922A1 SU 1281922 A1 SU1281922 A1 SU 1281922A1 SU 853930598 A SU853930598 A SU 853930598A SU 3930598 A SU3930598 A SU 3930598A SU 1281922 A1 SU1281922 A1 SU 1281922A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
integrator
control unit
counter
Prior art date
Application number
SU853930598A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Иосифович Шааб
Александр Иванович Иванов
Игорь Полиевктович Дерябин
Валерий Федорович Скороходов
Original Assignee
Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола
Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Научного Приборостроения Ленинградского Научно-Производственного Объединения "Буревестник"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола, Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Научного Приборостроения Ленинградского Научно-Производственного Объединения "Буревестник" filed Critical Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола
Priority to SU853930598A priority Critical patent/SU1281922A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1281922A1 publication Critical patent/SU1281922A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Abstract

Устройство относитс  к измерительной технике и предназначено дл  измерени  температуры. Целью изобретени   вл етс  повьшение точности измерени  за счет исключени  вли ни  долговременной нестабильности элементов измерител  температуры. Устройство включает измерительный мост 1, усилитель 2 разбаланса, источник 3 опорного напр жени , четыре ключа 4-6, 14, инвертор 7, сумматор.8, два последовательно соединенных интегратора 9, 10, элемент 11 сравнени , блок 12 управлени , генератор 13 импульсов , счетчик 15, блок 16 индикации . Линеаризаци  характеристики термосопротивлени  происходит за счет определени  корн  уравнени  вида R Кд(1+АТ-ВТ), где RO- сопротивление при О С; А, Б - посто нные коэффициенты; Т - температура,с. Корень уравнени  определ етс  двум  тактами интегрировани , что обусловлено новыми св з ми в устройстве (зар д и разр д последовательно соединенных интеграторов), это позвол ет исключить нестабильность аналоговых элементов. 2 ил. с и (ЛThe device relates to a measurement technique and is intended to measure temperature. The aim of the invention is to increase the measurement accuracy by eliminating the effect of the long-term instability of the elements of the temperature meter. The device includes a measuring bridge 1, an unbalance amplifier 2, a voltage source 3, four switches 4-6, 14, an inverter 7, an adder.8, two serially connected integrators 9, 10, a reference element 11, a control unit 12, a pulse generator 13 , counter 15, display unit 16. The linearization of the thermal resistance characteristic occurs due to the determination of the root equation of the form R Kd (1 + AT-BT), where RO is the resistance at 0 ° C; A, B - constant coefficients; T - temperature, s. The root of the equation is determined by two integration cycles, which is caused by new connections in the device (charge and discharge of series-connected integrators), which eliminates the instability of analog elements. 2 Il. with and (L

Description

N9N9

схsc

toto

N9N9

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано при создании устройств дл  измерени  температуры с нелинейной выходной характеристикой первичного преобразовател , например платинового термометра сопротивлени .The invention relates to a measurement technique and can be used to create devices for measuring temperature with a non-linear output characteristic of a primary converter, for example, a platinum resistance thermometer.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  температуры.The purpose of the invention is to improve the accuracy of temperature measurement.

На фиг.1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - графики напр жений, по сн ющие работу устройства.Figure 1 shows the block diagram of the proposed device; Fig. 2 shows voltage graphs explaining the operation of the device.

Устройство содержит измерительный мост 1 с термозависимым сопротивлением в одном из плеч, усилитель 2 разбаланса, источник 3 опорного напр жени , первый ключ 4, второй ключ 5, третий ключ 6, инвертор 7, сумматор 8, первый интегратор 9, второй интегратор 10, элемент 11 сравнени , блок 12 управлени , генератор 13 тактовых импульсов, четвертый ключ 14, реверсивный счетчик 15, блок 16 индикации . IThe device contains a measuring bridge 1 with a thermodependent resistance in one of the arms, an unbalance amplifier 2, a reference voltage source 3, a first switch 4, a second switch 5, a third switch 6, an inverter 7, an adder 8, a first integrator 9, a second integrator 10, an element 11 comparisons, control unit 12, clock generator 13, fourth key 14, reversible counter 15, display unit 16. I

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Предварительно по команде блока 12 управлени  производитс  обнуление первого интегратора 9, второго интегратора 10 и счетчика 15. Одновременно по команде блока 12 управлени  привод тс  в исходное состо ние ключи 4- 6и 14 (в се ключи закрыты).Previously, at the command of the control unit 12, the first integrator 9, the second integrator 10 and the counter 15 are reset. At the same time, at the command of the control unit 12, the keys 4-6 and 14 are reset (all keys are locked).

Аналого-цифровое преобразование начинаетс  по команде блока I2 управлени , который открьшает ключи 4, 5 и 14, снимает обнул п1ие сигналы с первого интегратора 9, второго интегратора 10 и счетчика 15, и начинаетс  первый такт работы устройства При этом на первый вход сумматора 8 поступает через инвертор 7 усиленное усилителем 2 напр жение разбаланса (-Un), а на второй вход - напр жение опорного источника (Uo) Первый интегратор 9 начинает интегрировать напр жение (U;, - Uy), поступающее на его вход с выхода сумматора 8, второй интегратор 10 интегрирует выходное напр жение первого интегратора 9, счетчик 15 начинает подсчитывать иьшульсы от генератора 13 в режиме пр мого счета, задаваемого блоком 12 управлени  подачей соответствующего сигнала на управл ющий вход счетчика 15. Процесс интегрировани The A / D conversion starts at the command of the I2 control unit, which opens the keys 4, 5 and 14, removes the embedded signals from the first integrator 9, the second integrator 10 and the counter 15, and the first clock of the device starts. At the first input of the adder 8 through the inverter 7, the unbalance voltage (-Un) amplified by amplifier 2, and the second input, the voltage of the reference source (Uo). The first integrator 9 begins to integrate the voltage (U ;, - Uy) supplied to its input from the output of the adder 8, the second integrator 10 integrates the output The first voltage of the first integrator 9, the counter 15 starts counting the pulses from the generator 13 in the direct counting mode defined by the control unit 12 by applying the corresponding signal to the control input of the counter 15. The integration process

12819221281922

происходитhappens

в течение заданного интервала времени t, (фиг.2).during a given time interval t, (figure 2).

( Интервал времени интегрировани (Integration Time Interval

задаетс  моментом начала счетаset by the moment the account starts

00

5five

00

00

счетчика 15 и кончаетс  в момент переполнени  счетчика 15. Импульс переполнени  по окончании заданного интервала времени t, поступает на второй вход блока 12 управлени , который обнул ет первый интегратор 9, закрывает ключи 5 и 14, открывает ключ 6 и задает режим обратного счета счетчику 15 подачей соответствующего сигнала на его управл ющий вход.the counter 15 and ends at the moment of overflow of the counter 15. An overflow pulse at the end of a predetermined time interval t arrives at the second input of the control unit 12, which is turned on by the first integrator 9, closes the keys 5 and 14, opens the key 6 and sets the counter counting mode by applying the appropriate signal to its control input.

5 При этом на первый вход сумматора 8 поступает через инвертор 7 напр жение опорного сигнала (-Ug) обратной пол рности. Начинаетс  второй такт работы устройства, состо щий в интегрировании напр жени  (-U) первым интегратором 9. Выходное напр жение интегратора 9 поступает на вход второго интегратора 10 и разр жает его.5 At the same time, the first input of the adder 8 is fed through the inverter 7 with the voltage of the reference signal (-Ug) of reverse polarity. The second cycle of operation of the device begins, consisting in integrating the voltage (-U) by the first integrator 9. The output voltage of the integrator 9 is fed to the input of the second integrator 10 and discharges it.

Во врем  второго такта работы устройства импульсы генератора 13 через ключ 4 продолжают поступать на счетчик 15, который работает в режиме обратного счета. Второй такт и весь процесс измерени  оканчиваютс  одновременно в момент, когда выходное напр жение второго интегратора 10 становитс  равнь1м нулю. В момент равенства нулю срабатывает элемент 11 сравнени , по сигналу которого блокDuring the second cycle of operation of the device, the pulses of the generator 13 through the key 4 continue to flow to the counter 15, which operates in the countdown mode. The second clock and the whole measurement process end at the same time as the output voltage of the second integrator 10 becomes zero. At the moment of equality to zero, the comparison element 11 is triggered, on the signal of which the block

5 12 управлени  закрывает ключ 4. Фактически счетчик 15 измер ет врем , второго такта, подсчитыва  импульсы, поступающие с генератора 13. После процесса аналого-цифрового преобразовани  код в счетчике 15 пр мо пропорционален измер емой температуре, и по команде блока управлени  полу- ченньш код передаетс  из счетчика 15 в блок 16 индикации. При следую5 щем измерении описанный процесс повтор етс  .5 12 control closes key 4. Actually counter 15 measures the time of the second cycle, counting pulses from generator 13. After the A / D conversion process, the code in counter 15 is directly proportional to the measured temperature, and at the command of the control unit the code is transmitted from the counter 15 to the display unit 16. In the next measurement, the described process is repeated.

Температура, подлежаща  измерению, воздействует на термометрическое сопротивление моста 1, величина сопро- 0 тивлени  R которого в зависимости от температуры измен етс  по законуThe temperature to be measured affects the thermometric resistance of bridge 1, the resistance value of which R, depending on temperature, varies according to the law

R RO d+AT-BT ) ,R RO d + AT-BT)

(1)(one)

гдеWhere

RO 5RO 5

значение сопротивлени  приresistance value at

0°С;0 ° C;

посто нные коэффициенты;constant coefficients;

температура, С.temperature, C.

А, В - Т Если выразить температуру в уравнении (1) через сопротивление R, то получимA, B - T If we express the temperature in equation (1) through the resistance R, we get

Jr-L7 1 ЗГ  Jr-L7 1 PG

2В Г2В г, 2B G2V g,

RO ВRO B

Напр  жение разбаланса, поступающее с выхода измерительного моста Г, равноThe unbalance voltage coming from the output of the measuring bridge G is equal to

и К„(К - RJ,and K „(K - RJ,

(3)(3)

где К - коэффициент преобразовани where K is the conversion factor

моста I.bridge i

Напр жение разбаланса, усиленное усилителем 2, равноUnbalance voltage amplified by amplifier 2 is equal to

Uy (R - RJ (4) где Ку - коэффициент усилител  2. Описанна  работа предлагаемого устройства основана на последовательном инте рировании разности опорногоUy (R - RJ (4) where Ku is the coefficient of the amplifier 2. The operation of the proposed device is described based on the sequential integration of the difference of the reference

сигнала (Ug) и выходного сигнала усилител  2 (Uq) первым интегратором 9, а затем вторым интегратором 10 в течение заданного интервала времени t. Во врем  первого такта интегрирова- ни  выходное напр жение первого интегратора 9.описываетс  зависимостьюsignal (Ug) and the output signal of amplifier 2 (Uq) by the first integrator 9, and then by the second integrator 10 during a given time interval t. During the first integration cycle, the output voltage of the first integrator 9. is described by the dependence

U,(t)Kj (),(U -U,,)t.(5 где Kv - коэффициент интегратора 9.U, (t) Kj (), (U -U ,,) t. (5 where Kv is the integrator coefficient 9.

На выходе второго интегратора 10 напр жение определ етс  соотношениемAt the output of the second integrator 10, the voltage is determined by the ratio

и and

U,,(t)K,J U,(t),J К (Uo Uj ) tdtU ,, (t) K, J U, (t), J K (Uo Uj) tdt

- -i-iS- -i-iS

(Uo - Uy)t (Uo - Uy) t

(6)(6)

где K,g - коэффициент интегратора lO. По окончании интервала времени tf на выходе интегратора 10 формируетс  напр жениеwhere K, g is the integrator coefficient lO. At the end of the time interval tf, a voltage is generated at the output of the integrator 10

Ко К|оKo Ko | o

(Uo - Uy) t,.(Uo - Uy) t ,.

Первый интегратор разр жаетс  до нул  подачей импульса обнулени , а на его вход подаетс  напр жение опорного источника 3 через инвертор 7. Во врем  второго такта интегрировани  выходное напр жение первого интегратора 9 описываетс  зависимость U,(t)K, (-U),. (7) Разр д второго интегратора 10 происходит по законуThe first integrator is discharged to zero by applying a zero pulse, and the voltage of the reference source 3 is applied to its input through the inverter 7. During the second integration cycle, the output voltage of the first integrator 9 describes the dependence U, (t) K, (-U) ,. (7) The discharge of the second integrator 10 occurs according to the law

и,о (t)-f-(Ue-u )tVK,J K,and, o (t) -f- (Ue-u) tVK, J K,

2 0 j 2 0 j

щ(- п н - u (- p n -

(8)(eight)

2 22 2

В процессе разр да второго интегратора измер етс  врем  t.In the process of discharging the second integrator, time t is measured.

После полного разр да получаетс  уравнениеAfter full discharge, the equation is obtained

гтт п w - -i5. 2 ° 2 gtt n w - -i5. 2 ° 2

Выразив врем , измер емое счетчиком 15, получим, чтс оно не зависит от коэффициентов К и К,о .Expressing the time measured by the counter 15, we get that it does not depend on the coefficients K and K, o.

(9(9

10ten

1515

t .,Ц (,о,t., f (, o,

Времена t и t, равныThe times t and t are equal

t, N,/f ;(11)t, N, / f; (11)

t Y-- 2)t Y-- 2)

где f - частота следовани  импульсов от генератора 13; NJJ - максимальна  емкость счетчика 15;where f is the pulse frequency from the generator 13; NJJ - the maximum capacity of the counter 15;

N - код в счетчике по окончании второго такта интегрировани .N is the code in the counter at the end of the second integration cycle.

Учитыва  (11) и (12), перепишем уравнение (10)Taking into account (11) and (12), we rewrite equation (10)

N N, - (13)N N, - (13)

JUoJUo

Максимальную емкость счетчика 1, напр жение опорного источника U, коэффициенты К,., К выбираем такимThe maximum capacity of the counter 1, the voltage of the reference source U, the coefficients K,., K are chosen as

образомway

N. 2iV оN. 2iV about

(14) (15)(14) (15)

30thirty

3535

4040

4545

5050

5555

С учетом (4), (14) и (15) уравнение (13) перепишетс Taking into account (4), (14) and (15), equation (13) will rewrite

2ГЧФ --д- Сравнива  (16) и (2),.видим, что  2HCF - d- Compare (16) and (2),. We see that

код в счетчике 15 равен измер емойthe code in counter 15 is equal to the measured

температуре Т.temperature t.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Цифровой измеритель температуры, содержагций мост с термопреобразователем в одном из плеч, выход которого подключен к входу усилител  разбаланса , инвертор, выход которого соединен с первым входом сумматора, два последовательно соединенных интегратора , источник опорного напр жени , элемент сравнени , четыре ключа, генератор тактовых импульсов, двоично-дес тичный счетчик, блок управлени , блок индикации, причем управл ющие входы ключей, входы обнулени  и переключени  знака сложени  двоично-дес тичного счетчика, управл ющий вход устройства индикации, а также входы обнулени  интеграторов соединены с выходом блока управлени , а выход генератора тактовых импульсов соединен через первый ключ с входом двоично-дес тичного счетчика, выход которого соединен с входом блока индикации, отличающий5128A digital temperature meter, a bridge with a thermal converter in one of the arms, the output of which is connected to the unbalance amplifier input, an inverter whose output is connected to the first input of the adder, two series-connected integrators, a reference voltage source, a reference element, four keys, a clock generator , binary-decimal counter, control unit, display unit, the control inputs of the keys, the inputs for zeroing and switching the sign of the addition of the binary-decimal counter, the control input roystva indication and zeroing the inputs of integrators connected to the output of the control unit and clock pulse generator output is connected via a first switch to the input of the binary coded decimal counter whose output is connected to the input of the indication unit, otlichayuschiy5128 с   тем, что, с целью повышени  точности за счет устранени  вли ни  долговременной и температурной нестабильности коэффициентов передачи интеграторов на результат измерени , 5 выход усилител  разбаланса соединен с входом инвертора через второй ключ, выход источника опорного напр жени  через третий ключ соединен с входомIn order to increase accuracy by eliminating the effect of the long-term and temperature instability of the transfer factors of the integrators on the measurement result, the output 5 of the unbalance amplifier is connected to the input of the inverter via a second key, the output of the reference voltage source is connected to the input ti3(t)ti3 (t) t u,,iat u ,, ia 226226 инвертора и через четвертый ключ с вторым входом сумматора, выход которого соединен с входом первого интегратора , а выход второго интегратора подключен к входу элемента сра нени , выход которого и выход переполнени  двоично-дес тичного счетчика соединены с входами блока управлени  .an inverter and a fourth switch with a second input of the adder, the output of which is connected to the input of the first integrator, and the output of the second integrator is connected to the input of the time element whose output and the overflow output of the binary-decimal counter are connected to the inputs of the control unit. 9и.г,29ds, 2
SU853930598A 1985-07-18 1985-07-18 Digital temperature meter SU1281922A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853930598A SU1281922A1 (en) 1985-07-18 1985-07-18 Digital temperature meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853930598A SU1281922A1 (en) 1985-07-18 1985-07-18 Digital temperature meter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1281922A1 true SU1281922A1 (en) 1987-01-07

Family

ID=21189579

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU853930598A SU1281922A1 (en) 1985-07-18 1985-07-18 Digital temperature meter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1281922A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 662871, кл. G 01 К 7/20, 1972. Авторское свидетельство СССР № 974146, кл. G 01 К 7/20, 1982. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES427601A1 (en) Electronic torque wrench
SU1281922A1 (en) Digital temperature meter
SU861978A1 (en) Device for measuring temperature
SU974146A1 (en) Digital temperature meter
SU627349A1 (en) Temperature digital meter
SU1651169A1 (en) Device to measure the temperature
SU864137A1 (en) Multi-function analogue-digital converter
RU2163007C2 (en) Temperature-to-digital code converter
SU773451A1 (en) Apparatus for measuring temperature
SU762167A1 (en) A-d converter
RU1804630C (en) Pulse average frequency meter for radiometers
SU773455A1 (en) Temperature measuring apparatus
SU1280341A1 (en) Digital thermometer
SU911709A2 (en) Device for determining moments of occurence of extremum
SU1500863A1 (en) Device for remote-controlled measuring of temperature
SU913589A1 (en) Device for converting pulse repetition frequency according to given law
SU373546A1 (en) DEVICE FOR AUTOMATIC MEASUREMENT OF AVERAGE TEMPERATURE OF MEDIUM
SU1539801A1 (en) Square rooting device
RU1827663C (en) Apparatus for digital measuring of ratio of two time intervals
SU1142840A1 (en) Device for measuring level of thick pulp
SU423055A1 (en) MEASUREMENT MOST fi ^ '^ qEjpTOi' • ..- v: ^ .. ^; "-Iviii ,! [UE
SU1721520A1 (en) Two-stage single pulse energy meter
SU1015266A1 (en) Device for measuring temperature
SU1245899A1 (en) Device for measuring thermal lag index of thermal converter
SU828101A1 (en) Power factor to code converter