[go: up one dir, main page]

SU1728679A1 - Digital thermometer - Google Patents

Digital thermometer Download PDF

Info

Publication number
SU1728679A1
SU1728679A1 SU904834461A SU4834461A SU1728679A1 SU 1728679 A1 SU1728679 A1 SU 1728679A1 SU 904834461 A SU904834461 A SU 904834461A SU 4834461 A SU4834461 A SU 4834461A SU 1728679 A1 SU1728679 A1 SU 1728679A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
counter
frequency
result
Prior art date
Application number
SU904834461A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Леонидович Котляров
Виктор Константинович Сомченко
Original Assignee
Львовский политехнический институт им.Ленинского комсомола
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 Львовский политехнический институт им.Ленинского комсомола filed Critical Львовский политехнический институт им.Ленинского комсомола
Priority to SU904834461A priority Critical patent/SU1728679A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1728679A1 publication Critical patent/SU1728679A1/en

Links

Landscapes

  • Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к термометрии и позвол ет повысить быстродействие при одновременном повышении точности измерени . Период сигнала разностной частоты измер етс  посредством его заполнени  импульсами опорного генератора 2. Накопленное числа импульсов поступает в счетчик . 9 результата. Накапливаемое тело импульсов корректируетс  путем исключени  некоторых из них, что определ етс  выходным кодом посто нного запоминающего устройства 10. 2 ил.The invention relates to thermometry and permits an increase in the response rate while simultaneously improving the measurement accuracy. The period of the difference frequency signal is measured by filling it with the pulses of the reference oscillator 2. The accumulated number of pulses goes to the counter. 9 results. The accumulated body of pulses is corrected by eliminating some of them, which is determined by the output code of the persistent storage device 10. 2 Il.

Description

Изобретение относитс  к измерению температуры контактными методами с помощью термопреобразователей с частотным выходным сигналом, в частности пьезокварцевых термопреобразователей.The invention relates to temperature measurement by contact methods using thermocouples with a frequency output signal, in particular piezo quartz thermocouples.

Известен цифровой термометр, содержащий термопреобразователь с частотным выходным сигналом, генератор опорной частоты , смеситель, коммутирующий элемент, счетчик результата, систему индикации.Known digital thermometer containing thermocouple with frequency output signal, the reference frequency generator, mixer, switching element, the result counter, the display system.

Недостатком этого цифрового термометра  вл етс  низка  точность измерени , вызванна  тем, что не во всех случа х нелинейность характеристики период-частота компенсирует нелинейность характеристики датчика температуры.The disadvantage of this digital thermometer is the low measurement accuracy due to the fact that not in all cases the non-linearity of the period-frequency characteristic compensates for the non-linearity of the characteristic of the temperature sensor.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  цифровой термометр, содержащий термопреобразователь с частотным выходом и св занный с ним первым входом смеситель , генератор опорной частоты, выход которого подключен к второму входу смесител , делитель частоты, ключ, счетчик результата с регистром, входы которого подключены к выходам счетчика и цифровой индикатор, входы которого подключены к выходам регистра.Closest to the present invention is a digital thermometer containing a temperature output temperature transducer and a first input mixer associated with it, a reference frequency generator, the output of which is connected to the second input of the mixer, a frequency divider, a key, a result counter with a register, the inputs of which are connected to the outputs counter and digital indicator, the inputs of which are connected to the outputs of the register.

Недостатками этого термометра  вл ютс  низка  точность, вызванна  неустран емой погрешностью датчика от нелинейности, и низкое быстродействие. Низкое быстродействие усугубл етс  при применении датчиков с низкой чувствительностью к температуре. Миниатюрные датчики имеют крутизну термочастотной характеристики 2 0,15 Гц/°С, а нелинейность достигает половины крутизны. При попытке реализовать такой термометр по принципу действи  прототипа быстродействие не превышает 50 с на одно измерение дл  получени  нормы чувствительности 0,01°С.The disadvantages of this thermometer are low accuracy, caused by the non-recoverable error of the sensor from non-linearity, and low speed. Poor performance is compounded by the use of sensors with low sensitivity to temperature. Miniature sensors have a slope of thermal frequency characteristics of 2 0.15 Hz / ° C, and the nonlinearity reaches half the slope. When trying to implement such a thermometer according to the principle of the prototype, the speed does not exceed 50 seconds per measurement to obtain a sensitivity standard of 0.01 ° C.

Цель предлагаемого изобретени  - повышение точности и быстродействи  цифрового термометра.The purpose of the present invention is to improve the accuracy and speed of a digital thermometer.

VI ГО 00 ON XI ОVI GO 00 ON XI O

Эта цель достигаетс  тем, что в цифровой термометр, содержащий термопреобразователь с частотным выходом, подключенный к первому входу смесител , вторым входом подключенного к выходу генератора опорной частоты, делитель частоты , ключ, счетчик результата, выходами подключенный ко входам регистра, подключенного выходами к цифровому индикатору, введены последовательно соединенные первый и второй одновибраторы, 1-К-триг- гер, элемент неравнозначности и посто нное запоминающее устройство, подключенное адресными входами к выходам счетчика результата, а выходом соединенное с первым входом элемента неравнозначности и I, К и R входами I-K- триггера, подключенного выходом ко второму входу элемента неравнозначности, а С-входом к С-входу счетчика результата и выходу ключа, подключенного входом к выходу генератора опорной частоты, а управл ющим входом соединенного с выходом делител  частоты, включенного между выходом смесит.ел  и входом первого одновиб- ратора, выход элемента неравнозначности подключен к входу разрешени  счета счетчика результата, входом сброса подключенного к выходу второго одновибратора, подключенного входом к входу регистра.This goal is achieved by having a digital thermometer containing a frequency output thermocouple connected to the first input of a mixer, a second input connected to the output of a reference frequency generator, a frequency divider, a key, a result counter, outputs connected to the inputs of a register connected by outputs to a digital indicator , the first and second one-shot one-shot, 1-K-flip-flop, an inequality element and a permanent storage device connected by address inputs to the counter outputs are entered in series and the result, and the output connected to the first input of the inequality element and the I, K and R inputs of the IK trigger, connected by the output to the second input of the unequality element, and C input to the C input of the result counter and the output of the key connected by the input to the output of the generator the frequency input, and the control input of the output-connected frequency divider connected between the mixer output and the first one-channel input, the output of the inequality element is connected to the output of the counter of the result counter, the reset input of the connected to the output of the second one-shot, connected by the input to the input of the register.

Введение новых св зей между элементами позвол ет увеличить быстродействие термометра, наличие ПЗУ - устранить погрешность от нелинейности результирующей характеристики датчика совместно с нелинейностью зависимости частоты от периода , св зи ПЗУ, элемент неравнозначности и l-К-триггер - упростить устройство за счет возможности применени  одноразр дного ПЗУ и объединени  функций счетчика адресов и счетчика результата.Introduction of new connections between elements allows to increase the thermometer speed, the presence of ROMs - eliminate the error from nonlinearity of the resulting sensor characteristic together with the nonlinearity of frequency versus period, communication ROM, inequality element and l-K-trigger - simplify the device due to the possibility of using one-time this ROM and combining the functions of the address counter and the result counter.

На фиг, 1 показана схема предлагаемого цифрового термометра; на фиг.2 - временные диаграммы, по сн ющие его работу.Fig, 1 shows a diagram of the proposed digital thermometer; 2 shows timing diagrams for his work.

Цифровой термометр содержит датчик 1, опорный генератор 2 (генератор опорной частоты), смеситель 3 с фильтром и формирователем на выходе, делитель 4 числа импульсов , одновибратор 5, ключ 6, одновибратор 7, регистр 8 результата, счетчик 9 результата, посто нное запоминающее устройство (ПЗУ) 10, индикатор 11 результата, 1-К-триггер 12 и элемент 13 неравнозначности .Digital thermometer contains sensor 1, reference generator 2 (reference frequency generator), mixer 3 with filter and driver at the output, divider number 4, one-shot 5, key 6, one-shot 7, result register 8, result counter 9, read only memory (ROM) 10, result indicator 11, 1-K-trigger 12 and unequal element 13.

Датчик температуры 1 и опорный генератор 2 подключены своими выходами к входам смесител  3, выход которого через делитель 4 числа импульсов поступает на вход однозибргтора 5 и управл ющий вход ключа 6. Выход одновибратора 5 подключенThe temperature sensor 1 and the reference generator 2 are connected by their outputs to the inputs of the mixer 3, the output of which through the divider 4 is the number of pulses fed to the input of the single vibrator 5 and the control input of the key 6. The output of the single vibrator 5 is connected

к входу одновибратора 7 и к входу ПЕРЕНОС регистра 8. Выход одновибратора 7 подключен к входу установки нул  счетчика 9 результата, выходы которого параллельноto the input of the one-shot 7 and to the input of the TRANSFER of the register 8. The output of the one-shot 7 is connected to the input of the zero setting of the counter 9 of the result, the outputs of which are parallel

подключены к входам регистра 8 и к адресным входам ПЗУ 10. Выходы регистра 8 подключены к входам цифрового индикатора 11. Выход опорного генератора 2 через ключ б подключен к счетному входу счетчика результата 9 и к С-входу 1-К-триггера 12, выход которого подключен к первому входу элемента 13 неравнозначности, к второму входу которого и к входам , К и R триггера 12 подключен выход ПЗУ. Выход элемента 13connected to the inputs of the register 8 and to the address inputs of the ROM 10. The outputs of the register 8 are connected to the inputs of the digital indicator 11. The output of the reference generator 2 is connected via a key b to the counting input of the result counter 9 and to the C input 1-K-flip-flop 12, the output of which connected to the first input of the element 13 inequality, to the second input of which and to the inputs, K and R of the trigger 12 is connected to the output of the ROM. Item 13 exit

неравнозначности подключен к входу разрешени  счета счетчика 9 результата.inequalities connected to the input of the resolution of the counter 9 result.

Цифровой термометр работает следующим образом. Датчик температуры 1 вырабатывает сигнал, частота которого зависитDigital thermometer works as follows. Temperature sensor 1 generates a signal whose frequency depends

от температуры, опорный генератор 2 вырабатывает сигнал посто нной частоты, смеситель 3 с фильтром нижних частот и формирователем вырабатывает импульсы, частота следовани  которых равна разностиfrom the temperature, the reference oscillator 2 generates a signal of a constant frequency, the mixer 3 with a low-pass filter and a driver generates pulses, the frequency of which is equal to the difference

частот датчика 1 и генератора 2, Делитель 4 делит разностную частоту сигнала на выходе смесител  3. Импульсы, поступающие с выхода делител  4, включают на врем frequency sensor 1 and generator 2, Divider 4 divides the difference frequency of the signal at the output of the mixer 3. The pulses coming from the output of the divider 4, turn on time

своей длительности ключ 6, м импульсы с выхода генератора 2 поступают на счетный вход счетчика 9 результата и на С-вход триггера 12. Задний фронт импульса делител  4 запускает цепочку одновибраторов 5 и 7,its key duration 6, m pulses from the generator 2 output go to the counting input of the result counter 9 and to the C input of the trigger 12. The falling edge of the pulse of the divider 4 starts a chain of one-shot 5 and 7,

которые вырабатывают два коротких импульса , следующих один за другим. Импульс одновибратора 5 переносит своим задним фрйнтом результат из счетчика 9 в регистр 8, затем импульс одновибратора 7 устанавливает в исходное состо ние счетчик 9 результата . При подсчете импульсов генератора 2 счетчиком 9 переключаютс  адреса ПЗУ 10. При наличии на выходе ПЗУ нул  триггер 12 удерживаетс  в нулевом положении наличием нул  на его R-входе, при этом на выходе элемента 13 неравнозначности тоже имеетс  0, так как нуль имеет на его обоих входах. Этот нуль, поступа  с выхода элемента 13 на вход разрешени  счета счетчика 9, позвол ет ему произвести подсчет очередного импульса. Таким образом, при наличии нул  на выходе ПЗУ счетчик подсчитывает очередной импульс. Если после подсчета очередного импульса на входеwhich produce two short pulses, one after the other. The one-shot impulse 5 transfers the result from counter 9 to the register 8 with its rear edge, then the single-shot impulse 7 sets the result counter 9 to the initial state. When counting the pulses of the generator 2, the counter 9 switches the addresses of the ROM 10. If there is a zero at the output of the ROM, the trigger 12 is held in the zero position by the presence of a zero at its R input, while the output of the non-unequal element 13 also has 0. entrances. This zero, coming from the output of the element 13 to the input of the resolution of the counting of the counter 9, allows it to calculate the next pulse. Thus, if there is a zero at the output of the ROM, the counter counts the next pulse. If, after counting the next input pulse

ПЗУ установитс  адрес, по которому в него записана 1, то единица по витс  на выходе ПЗУ, в результате чего триггер 12 перестанет удерживатьс  в нулевом положении, а на выходе элемента 13 по витс  1, котора ROM will set the address where 1 is written to it, then the unit is wits at the ROM output, as a result, the trigger 12 will no longer be held in the zero position, and at the output of the element 13 it will be wound 1, which

запретит счетчику 9 подсчитать следующий импульс. Этот следующий импульс установит триггер 12 в 1, так как на его I и К входах будет 1 с выхода ПЗУ, разрешающа  работать триггеру 12 в счетном режиме. После установки триггера 12 в 1 на выходе элемента 13 по витс  нуль, разрешающий счетчику 9 подсчитать следующий за этим импульс. Этот следующий импульс будет подсчитан счетчиком 9. Кроме того, этот импульс установит триггер 12 в 0. На выходе ПЗУ по витс  следующий бит записанной в него информации, и если это будет нуль, то триггер 12 будет еще подтвержден в нулевом состо нии сигналом на R-входе, а счетчик 9 будет подготовлен к подсчету следующего импульса, который не установит в 1 триггер 12. Если же следующий бит информации снова будет 1, то следующий импульс установит в 1 триггер 12, а счетчик 9 этот импульс не подсчитает. Таким образом, нуль на выходе ПЗУ разрешает счетчику 9 подсчитать все импульсы, поступающие на его вход, а единица разрешает установку триггера 12 в 1 и запрещает подсчет этого импульса счетчиком 9. После установки очередным импульсом триггера 12 в 1 следующий импульс установит триггер 12 в 0 и будет подсчитан счетчиком 9. Иначе говор , нуль на выходе ПЗУ позвол ет подсчитывать все импульсы генератора 2, а единица - через один. Поэтому в случае записи в ПЗУ всех нулей счетчик будет подсчитывать все входные импульсы, а в случае записи всех единиц - счетчик будет подсчитывать импульсы через один, т.е. частота подсчитываемых импульсов уменьшитс  вдвое. Записыва  в ПЗУ нули и единицы, можно обеспечить изменение частоты подсчета импульсов счетчиком 9 вдвое в соответствии с характеристикой датчика и получить отсчет измер емой температуры.will prevent counter 9 from counting the next pulse. This next impulse will set the trigger 12 to 1, since its I and K inputs will have 1 output from the ROM, allowing the trigger 12 to operate in the counting mode. After installing the trigger 12 in 1 at the output of the element 13, the zero turns on, allowing the counter 9 to count the next pulse. This next pulse will be counted by counter 9. In addition, this pulse will set trigger 12 to 0. At the output of the ROM, the next bit of information recorded in it is read, and if this is zero, trigger 12 will be confirmed in the zero state with a signal to R -input, and counter 9 will be prepared to calculate the next pulse, which will not set to 1 trigger 12. If the next bit of information is 1 again, the next pulse will set to 1 trigger 12, and counter 9 will not calculate this pulse. Thus, a zero at the output of the ROM allows counter 9 to count all the pulses arriving at its input, and the unit allows the installation of a trigger 12 to 1 and prohibits counting this pulse by the counter 9. After installing the next trigger pulse 12 to 1, the next pulse sets the trigger 12 to 0 and will be counted by counter 9. In other words, the zero at the output of the ROM allows counting all the pulses of the generator 2, and one through one. Therefore, in the case of recording in the ROM of all zeros, the counter will count all input pulses, and in the case of recording all the units, the counter will count the pulses after one, i.e. the frequency of the counted pulses will be halved. Writing zeros and ones in the ROM, it is possible to double the counting frequency of the pulses by the counter 9 in accordance with the sensor characteristics and obtain a readout of the measured temperature.

На фиг.2 показан процесс счета импульсов счетчиком 9 результата. На фиг.2,а показаны импульсы опорного генератора 2; на фиг.2,в - сигнал на выходе ПЗУ, который может переходить из 1 в 0 и обратно только в моменты подсчета очередного импульса счетчиком 9 (фиг.2с). На фиг.2с - сигнал на выходе элемента 13 неравнозначности, который  вл етс  рарешающим (нуль) или запрещающим .(единица) дл  подсчета импульсов счетчиком 9 результата, причем сразу же после поступлени  импульса на вход счетчика результата этот уровень может изменитьс , это не приводит к сбо м в работе, так как счетчик 9 реагирует на состо ние управл ющего входа непосредственно перед поступлением счетного импульса.Figure 2 shows the process of counting pulses by the counter 9 of the result. Figure 2, and shows the pulses of the reference generator 2; in Fig.2, in - the signal at the output of the ROM, which can move from 1 to 0 and back only at the moments of counting the next pulse by the counter 9 (fig.2c). In Fig. 2c, the signal at the output of the inequality element 13, which is resolving (zero) or prohibiting. (One) for counting the pulses by the result counter 9, and immediately after the pulse arrives at the input of the result counter this level can change, it does not result To failure in operation, as the counter 9 responds to the state of the control input immediately before the arrival of the counting pulse.

На фиг.2,д показан сигнал на выходе триггера 12. Триггер 12 устанавливаетс  в 1,2, d shows the signal at the output of the trigger 12. The trigger 12 is set to 1,

когда счетчик 9 пропускает - не подсчитывает очередной входной импульс, т.е. в зависимости от состо ни  выхода ПЗУ входной импульс либо устанавливает в 1 5 триггер 12, либо подсчитываетс  счетчиком 9. На фиг.21 показан процесс роста числа в счетчике 9. При записи в ПЗУ всех нулей счетчик 9 подсчитывает все входные импульсы -лини  1 на диаграмме, при записиwhen counter 9 skips - it does not count the next input pulse, i.e. depending on the output state of the ROM, the input pulse either sets to 1 5 trigger 12, or is counted by counter 9. Figure 21 shows the process of increasing the number in counter 9. When recording all zeros in ROM, counter 9 counts all input pulses of line 1 by chart when writing

0 в ПЗУ всех I накопление, числа в счетчике 9 происходит вдвое медленнее - лини  II на временной диаграмме. Требуема  характеристика может быть получена путем записи единиц и нулей в ПЗУ 10. Она лежит между0 in the ROM of all I accumulation, the numbers in the counter 9 are twice as slow - line II in the time diagram. The required characteristic can be obtained by writing the ones and zeros in the ROM 10. It lies between

5 лини ми I и II и ее крутизна нигде не должна выходить за пределы наклонов линий I и II. Таким образом, в отличие от прототипа и других термометров, в предлагаемом приборе осуществл етс  устранение погрешно0 сти от нелинейности суммарной характеристики - датчика и характеристики период -частота путем записи 1 и 0 в одноразр дное ПЗУ, причем счетчик адресов ПЗУ и результата - один и тот же, чем дости5 гаетс  упрощение устройства, повышение точности и быстродействи .5 lines I and II and its steepness should never go beyond the slopes of lines I and II. Thus, unlike the prototype and other thermometers, the proposed instrument eliminates the error from the nonlinearity of the total characteristic — the sensor and the period-frequency characteristics by writing 1 and 0 to a single-bit ROM, and the address counter of the ROM and the result are the same however, the simplification of the device, the increase in accuracy and speed are achieved.

Claims (1)

Формула изобретени  Цифровой термометр, содержащий термопреобразователь с частотным выходом.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Digital thermometer comprising a frequency output thermal converter. 0 подключенный к первому входу смесител , вторым входом подключенного к выходу генератора опорной частоты, делитель частоты , ключ, счетчик результата, выходами подключенный к входам регистра, подклю5 ченного выходами к цифровому индикатору, отличающийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи  при одновременном повышении точности измерени , в него введены последовательно соединен0 ные первый и второй одновибраторы, I-K- триггер, элемент неравнозначности и посто нное запоминающее устройство, подключенное адресными входами к выходам счетчика результата, а выходом элемента0 connected to the first input of the mixer, the second input connected to the output of the reference frequency generator, frequency divider, key, result counter, outputs connected to the inputs of the register connected by the outputs to the digital indicator, which, in order to increase speed while improving accuracy measurements, the first and second one-shot one-shot, IK-trigger, inequality element and permanent memory connected by address inputs to the outputs are entered into it. Meters withstand result, and the output element 5 ненное с первым входом элемента неравнозначности и I, К и R входами I-K- триггера, подключенного выходом ко второму входу элемента неравнозначности, а С-входом к С-входу счетчика результата и5 with the first input of the inequality element and the I, K and R inputs of the I-K-flip-flop connected by the output to the second input of the unequality element, and the C input to the C input of the result counter and 0 выходу ключа, подключенного входом к выходу генератора опорной частоты, а управл ющим входом соединенного с выходом делител  частоты, включенного между выходом смесител  и входом первого одновйбра5 тора, выход элемента неравнозначности подключен к входу разрешени  счета счетчика результата, входом сброса подключенного к выходу второго одновибратора. подключенного входом к входу регистра.0 to the output of a key connected by the input to the output of the reference frequency generator, and a control input connected to the output of a frequency divider connected between the output of the mixer and the input of the first single-frequency device . connected by the input to the register input.
SU904834461A 1990-06-05 1990-06-05 Digital thermometer SU1728679A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904834461A SU1728679A1 (en) 1990-06-05 1990-06-05 Digital thermometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904834461A SU1728679A1 (en) 1990-06-05 1990-06-05 Digital thermometer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1728679A1 true SU1728679A1 (en) 1992-04-23

Family

ID=21518283

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904834461A SU1728679A1 (en) 1990-06-05 1990-06-05 Digital thermometer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1728679A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N: 1229604, кл.С 01 К 7/32, 1984. Авторское свидетельство СССР Мг 1397749, кл. G 01 К 7/32, 1986. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1728679A1 (en) Digital thermometer
SU1027534A1 (en) Digital thermometer
SU1247681A1 (en) Digital thermometer
SU731377A1 (en) Device for measuring duration of front of shock acceleration pulses
SU700790A1 (en) Digital meter torque
SU428381A1 (en) DIGITAL CARDIO INTERVALOGROGRAPH
SU1439651A1 (en) Transmitter of remote measurement arrangement
SU1103151A1 (en) Method and device for measuring shaft rotation speed
SU1273871A1 (en) Meter of time intervals
SU601625A1 (en) Frequency-code converter
SU1666964A1 (en) Rotation frequency meter
RU1818550C (en) Digital thermometer
SU1117463A1 (en) Digital thermometer
SU1081437A2 (en) Device for measuring temperature
SU1661653A1 (en) Meter
SU1035789A1 (en) Device for linearization of frequency pickup characteristics
SU1375957A1 (en) Digital thermometer
SU1161830A1 (en) Temperature measuring device
SU1081439A1 (en) Device for measuring temperature
SU959113A1 (en) Multichannel digital recorder
SU1478126A1 (en) Device for measuring velocity
SU1716503A1 (en) Device for identification of function extremes
Alon et al. Thermistor thermometer for linearized magnetic recording and telemetry
SU788026A1 (en) Digital phase meter for measuring phase shift mean value
SU838418A1 (en) Temperature gage