SU1281922A1 - Digital temperature meter - Google Patents
Digital temperature meter Download PDFInfo
- 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
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 claims abstract 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract description 7
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
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)
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) |
-
1985
- 1985-07-18 SU SU853930598A patent/SU1281922A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| 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 |