×
01.06.2019
219.017.722c

Результат интеллектуальной деятельности: Цифровой термометр

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к термометрии и предназначено для работы с термопреобразователями с импульсным выходным сигналом. Цифровой термометр содержит термопреобразователь с импульсным выходом, генератор прямоугольных импульсов, преобразователь кода в частоту (ПКЧ), реверсивный счетчик разрядностью n, параллельный регистр, первое постоянное запоминающее устройство (ПЗУ1), второе постоянное запоминающее устройство (ПЗУ2), логические элементы (ЛЭ) И и НЕ. Причем выход термопреобразователя соединен с ЛЭ НЕ, суммирующим входом реверсивного счетчика и инверсным динамическим синхровходом регистра, выходы которого подключены к соответствующим адресным входам ПЗУ1 и ПЗУ2. Причем выходы ПЗУ2 соединены с кодовыми входами преобразователя кода в частоту, вход ƒ которого соединен с выходом генератора прямоугольных импульсов. Выходы ПКЧ и ЛЭ НЕ подключены ко входам ЛЭ И, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, связанного выходами с входами D параллельного регистра. При этом входом цифрового термометра является термопреобразователь, а выходом - кодовые выходы ПЗУ разрядностью m. Технический результат - повышение точности измерения температуры. 4 ил.

Предлагаемое изобретение относится к термометрии и предназначено для работы с термопреобразователями с импульсным выходным сигналом.

Известно устройство для измерения температуры (Пат. №2212637 Российская Федерация, МПК G01K 7/32. Цифровой термометр / Сафьянников Н.М., Буренева О.И., Бондаренко П.Н. - №2002119072; заявл. 15.07.02; опубл. 20.09.03, Бюл. №26), содержащее термопреобразователь, генератор опорной частоты, два элемента И, два реверсивных счетчика, суммирующий счетчик, два регистра, триггер, два преобразователя код-частота и блок индикации.

Недостатками этого устройства являются: сложность реализации, обусловленная некорректным выбором способа получения значения квадрата частоты термопреобразователя, а также функциональная ограниченность, обусловленная возможностью использования термопреобразователей с частотным выходным сигналом, у которых выходная частота F(t0) обязательно должна быть связана с температурой t0 зависимостью

Известно также устройство (A Hardware Interface for the TMP04 / Serial Digital Output Thermometers (Electronic resource),2002, p. 15), содержащее термопреобразователь, генератор частоты, счетчик, регистр, два элемента И и инвертор, причем выход термопреобразователя подключен к первому входу первого элемента И и ко входу инвертора, выход которого подсоединен к первому входу второго элемента И, а выход счетчика подключен ко входу регистра, выход которого является выходом устройства, устройство содержит также второй регистр, два мультивибратора, элемент исключающее ИЛИ, три резистора, три конденсатора, причем выход термопреобразователя подключен также ко второму входу элемента Исключающее ИЛИ и к выводу первого резистора, второй вывод которого подсоединен к первому входу элемента Исключающее ИЛИ и к выводу первого конденсатора, соединенного другим выводом с нулевой шиной, а выход элемента Исключающее ИЛИ подсоединен к первому входу первого мультивибратора, второй вход которого подсоединен к шине питания, а выход - ко вторым входам первого и второго элементов И и ко второму входу второго мультивибратора, первый вход которого подключен к нулевой шине, а выход - ко входу сброса счетчика, причем второй конденсатор подключен между первым и вторым входами времязадающей цепи первого мультивибратора, а второй резистор - между этим вторым входом и шиной питания, аналогично подключены третий конденсатор и третий резистор к входами времязадающей цепи второго мультивибратора, а выходы первого и второго элементов И подключены ко входам записи соответственно первого и второго регистров, причем выход второго регистра является вторым выходом устройства, а вход подключен к выходу счетчика, соединенного счетным входом с выходом генератора.

Недостатками данного устройства являются отсутствие совмещения процессов измерения и вычислительной обработки, что приводит к необходимости проведения дополнительных вычислений для получения значения измеряемой температуры, а также отсутствие следящего отказоустойчивого измерения температуры.

Известен цифровой термометр (пат. RU №2312315, G01K 7/32, Заявл. 10.05.2006; Опубл. 10.12.2007), содержащий термопреобразователь, генератор, счетчик, регистр, три элемента И и инвертор, элемент ИЛИ, три преобразователя код-частота, причем выход термопреобразователя подключен к первому входу первого элемента И и ко входу инвертора, выход которого подсоединен к первому входу второго элемента И, а выход счетчика подключен ко входу регистра, выход которого является выходом устройства, кодовые входы первого и второго преобразователей код-частота являются кодовыми входами устройства, а кодовый вход третьего преобразователя подключен к выходу регистра, вход записи которого соединен с выходом термопреобразователя, частотные входы преобразователей код-частота подключены к выходу генератора, а выходы - ко вторым входам второго, первого и третьего элементов И соответственно, первый вход третьего элемента И подключен к выходу инвертора, выход второго элемента И подключен к суммирующему входу счетчика, выполненного с возможностью реверсивного счета, а выходы первого и третьего элементов И подключены ко входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с вычитающим входом счетчика.

Недостатками данного устройства, являются его повышенная сложность и, следовательно, пониженная надежность работы, а также низкая точность измерений и ограниченные функциональные возможности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому предполагаемому изобретению является цифровой термометр (пат. RU №2519860, G01K 7/32, Заявл. 10.04.2012; Опубл. 20.06.2014)

Цифровой термометр, содержащий термопреобразователь с импульсным выходом, являющийся входом устройства, генератор прямоугольных импульсов, реверсивный счетчик, параллельный регистр, логический элемент И с первым и вторым входами, логический элемент НЕ, ПЗУ и преобразователь код-частота, причем кодовые входы преобразователя код-частота подключены к выходам параллельного регистра, синхровход которого соединен с выходом термопреобразователя, а информационные D входы регистра соединены с выходами реверсивного счетчика, частотный вход преобразователя код-частота подключен к выходу генератора прямоугольных импульсов, а выход к первому входу логического элемента И, второй вход логического элемента И соединен с выходом термопреобразователя через последовательно соединенный логический элемент НЕ, причем входы ПЗУ связаны с выходами параллельного регистра и кодовыми входами преобразователя код-частота, а выходы являются выходами устройства, при этом вычитающий вход реверсивного счетчика соединен с выходом логического элемента И, а суммирующий вход реверсивного счетчика подключен к выходу термопреобразователя и связан со входами логического элемента НЕ и синхровходом С параллельного регистра.

Недостатком данного устройства, принятого за прототип, является низкая точность измерений.

Моделирование прототипа показало наличие переходных процессов, искажающих результат измерения (фиг. 1, фиг. 2). На фиг. 1 представлены переходные процессы при изменении температуры с 32 до 31.95. На фиг. 2 представлены переходные процессы при изменении температуры с 32 до 31.9.

Таким образом, устройство выдает не правильные показания в течении 8-25 тактов измерений.

Техническая сущность предполагаемого изобретения состоит в сокращении числа тактов переходного процесса. Схема предлагаемого цифрового термометра представлена на фиг. 3.

Цифровой термометр содержит термопреобразователь 1 с импульсным выходом, генератор прямоугольных импульсов 2, преобразователь кода в частоту (ПКЧ) 3, реверсивный счетчик 4 разрядностью n, параллельный регистр 5, первое постоянное запоминающее устройство (ПЗУ1) 6, второе постоянное запоминающее устройство (ПЗУ2) 9, логические элементы И 7 и НЕ 8, причем выход термопреобразователя 1 соединен с ЛЭ НЕ 7, суммирующим входом реверсивного счетчика 4 и инверсным динамическим синхровходом регистра 5, выходы которого подключены к соответствующим адресным входам ПЗУ1 6 и ПЗУ2 9, причем выходы ПЗУ 2 соединены с кодовыми входами преобразователя кода в частоту 3, вход ƒ которого соединен с выходом генератора прямоугольных импульсов 2, выходы ПКЧ 3 и ЛЭ НЕ 7 подключены ко входам ЛЭ И 8, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика 4, связанного выходами с входами D параллельного регистра 5, при этом входом цифрового термометра является термопреобразователь 1, а выходом - кодовые выходы ПЗУ разрядностью m.

Назначение блоков 1…9 понятно из их названий.

Цифровой термометр работает следующим образом.

Генератор прямоугольных импульсов 2 вырабатывает опорную импульсную последовательность с частотой F1, причем частота F1 должна быть много больше выходной частоты термопреобразователя 1.

Пусть в начальный момент времени счетчик 4 находится в нулевом состоянии. По фронту первого импульса с выхода термопреобразователя 1, поступающего на прямой динамический суммирующий вход реверсивного счетчика 4, счетчик увеличивает свое содержимое на k. По срезу первого импульса с выхода термопреобразователя 1 код числа k записывается в регистр 5. На выходе термопреобразователя 1 формируется пауза длительностью Т2, которая связана с измеряемой температурой. Нулевой уровень с выхода термопреобразователя 1 инвертируется ЛЭ НЕ 7 и разрешает прохождение импульсов ПКЧ 3 на вычитающий вход счетчика 4. Выходная частота Fp ПКЧ 3 задается кодом числа к, поступающим на его кодовые входы.

где NRG - входной код преобразователя кода в частоту 3, снимаемый с выхода регистра 5,

n - разрядность реверсивного счетчика 4, преобразователя кода в частоту 3 и регистра 5.

За время паузы на вычитающий вход счетчика 4 пройдут N_=N1 импульсов ПКЧ.

После окончания паузы код числа N1CT=k-N1 с выходов счетчика 4 записывается в регистр 5.

Двоичный код с выходов регистра 5 поступает на входы ПЗУ 1 и ПЗУ2. На выходах ПЗУ2 формируется двоичный код числа М соответствующий установившемуся динамическому равновесию (пат.RU №2519860, G01K 7/32, Заявл. 10.04.2012; Опубл. 20.06.2014).

В следующем такте измерения в регистр записывается число М.

Таким образом, значение М однозначно связано с температурой. Значение М преобразуется в значение температуры с помощью ПЗУ1. Коды, записываемые в ПЗУ1, получаются в ходе калибровки термометра: весь диапазон измеряемых температур представляется в виде последовательности необходимого числа фиксированных значений температуры; для каждого фиксированного значения температуры, регистрируемого эталонным измерителем, фиксируется значение М, которое записывается в ПЗУ2 по адресу N1 (фиг. 4), после чего двоичный код температуры записывается в ПЗУ 1 по адресу М.

Данные представленные на фиг. 4 подтверждают однозначность измерения температуры по результатам одного такта работы.

В результате выполнения калибровки достигается полное соответствие получаемых результатов измерения температуры температурной характеристике конкретного используемого термопреобразователя.

Техническим результатом, достигаемым при использовании заявляемого предполагаемого изобретения, является повышение точности измерения температуры.

Цифровой термометр, содержащий термопреобразователь с импульсным выходом, являющийся входом устройства, генератор прямоугольных импульсов, реверсивный счетчик, параллельный регистр, ПЗУ1, выходы которого являются выходами устройства, элемент И с первым и вторым входами, элемент НЕ и преобразователь код-частота (ПКЧ), причем частотный вход преобразователя код-частота подключен к выходу генератора прямоугольных импульсов, а выход к первому входу элемента И, второй вход элемента И соединен с выходом термопреобразователя через последовательно соединенный элемент НЕ, при этом вычитающий вход реверсивного счетчика соединен с выходом элемента И, а суммирующий вход реверсивного счетчика с весовым коэффициентом k подключен к выходу термопреобразователя и связан со входами элемента НЕ и синхровходом С параллельного регистра, синхровход С параллельного регистра соединен с выходом термопреобразователя, информационные D входы регистра соединены с выходами реверсивного счетчика, выходы которого соединены с входами ПЗУ1, отличающийся тем, что дополнительно снабжен ПЗУ2, входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика, а выходы - с кодовыми входами ПКЧ.
Цифровой термометр
Цифровой термометр
Цифровой термометр
Цифровой термометр
Цифровой термометр
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 41-50 из 118.
11.10.2018
№218.016.9038

Стенд для изготовления вспомогательного несущего элемента ригеля с термовкладышами каркаса сборно-монолитного здания

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при изготовлении вспомогательного несущего элемента ригеля с термовкладышами каркаса сборно-монолитного здания. Технической результат изобретения заключается в сокращении трудозатрат. Стенд для изготовления вспомогательного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002669054
Дата охранного документа: 08.10.2018
11.10.2018
№218.016.9074

Пневмовакуумное вибрационное загрузочное устройство непрерывного действия

Изобретение относится к области агропромышленного комплекса и может найти применение при транспортировании сухих сыпучих растительных материалов. Техническая задача - обеспечение регулирования производительности и увеличение КПД за счет применения двух синхронно работающих шиберов и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002669255
Дата охранного документа: 09.10.2018
13.10.2018
№218.016.9106

Способ определения составляющих импеданса биообъекта

Изобретение относится к медицине, может быть использовано для оценки функционального состояния организма. В качестве составляющих импеданса биологического объекта определяют активное сопротивление R и эквивалентную емкость С тканей биообъекта. При этом на биообъект подают импульс...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002669484
Дата охранного документа: 11.10.2018
13.10.2018
№218.016.9114

Способ определения функционального состояния системы гемостаза

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для определения функционального состояния системы гемостаза. Для этого проводят измерение амплитуды записи процесса свертывания крови в его начале. Определяют показатели начала и конца процесса свертывания электрокоагулограммы крови....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002669347
Дата охранного документа: 10.10.2018
16.10.2018
№218.016.9297

Способ определения модуля продольной упругости стенки кровеносного сосуда на основе эндоскопической оптической когерентной томографии

Изобретение относится к области измерений для диагностических целей, в частности к способам оценки состояния сердечно-сосудистой системы, и может быть использовано для определения модуля продольной упругости стенки кровеносного сосуда на основе эндоскопической оптической когерентной томографии....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002669732
Дата охранного документа: 15.10.2018
19.10.2018
№218.016.937b

Способ получения продукта для регенерации воздуха

Изобретение относится к способам получения продуктов для регенерации воздуха для систем жизнеобеспечения человека. Для получения продукта для регенерации воздуха осуществляют смешение раствора пероксида водорода с сульфатом магния и гидроксидами лития и калия с последующей дегидратацией...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002669857
Дата охранного документа: 16.10.2018
25.10.2018
№218.016.9561

Стержневая барабанная мельница

Изобретение относится к устройствам для сухого или мокрого измельчения минерального сырья и полуфабрикатов, преимущественно имеющих слоистую структуру, таких как графит и дисульфид молибдена, в химической промышленности и других производствах. Мельница содержит вращающийся барабан, частично...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002670495
Дата охранного документа: 23.10.2018
09.11.2018
№218.016.9c0c

Электробаромембранный аппарат рулонного типа с низким гидравлическим сопротивлением

Изобретение относится к конструкциям мембранных аппаратов рулонного типа и может быть использовано для осуществления процессов мембранной технологии: электроультрафильтрации, электронанофильтрации, электромикрофильтрации и электрогиперфильтрации. Электробаромембранный аппарат рулонного типа,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002671723
Дата охранного документа: 06.11.2018
16.01.2019
№219.016.afe8

Битум марки бн 90/10, наполненный стеклянным порошком

Изобретение относится к композиции битума, которая может быть использована в строительстве для гидроизоляции, и к которой предъявляются требования повышенных сроков эксплуатации. Композиция битума по изобретению включает битум марки БН 90/10 и стеклянный порошок в соотношении 1:2 по объему....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002677201
Дата охранного документа: 15.01.2019
18.01.2019
№219.016.b0b3

Способ определения коэффициента диффузии в листовых ортотропных капиллярно-пористых материалах

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании процессов массопереноса и для определения коэффициентов диффузии растворителей в ортотропных капиллярно-пористых материалов в бумажной, легкой, строительной и других отраслях промышленности. Заявлен способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002677259
Дата охранного документа: 16.01.2019
Показаны записи 21-27 из 27.
26.08.2017
№217.015.d9c0

Устройство для измерения температуры

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано в медицинской технике при цифровых измерениях температуры. Предложено устройство для измерения температуры, содержащее блок индикации, кнопку "Сброс" и последовательно соединенные датчик температуры и частотный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623712
Дата охранного документа: 28.06.2017
26.08.2017
№217.015.e195

Измеритель площади электрического импульса

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для измерения площади одиночного электрического импульса с выдачей результатов в цифровой форме. Техническим результатом является повышение точности работы устройства за счет применения следящей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625632
Дата охранного документа: 17.07.2017
19.01.2018
№218.016.0778

Способ определения артериального давления по температуре дистальных фаланг пальцев

Изобретение относится к медицине, а именно к функциональной диагностике, и может быть использовано для определения артериального давления. Для этого измеряют датчиком температуру дистальных фаланг пальцев (точка 1). Измеряют также систолическое P и диастолическое P артериальное давление...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631414
Дата охранного документа: 21.09.2017
20.01.2018
№218.016.11a8

Способ слежения за процессом заживления ран

Изобретение относится к области медицины. Для слежения за процессом заживления ран получают изображение, включающее участок ткани раны и маркер эталонного цвета. Нормализуют цвет изображения. Сравнивают цвет нормализованного изображения участка ткани раны с диапазоном цветов. Идентифицируют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634029
Дата охранного документа: 23.10.2017
04.04.2018
№218.016.36d6

Устройство для измерения коэффициента термоэлектродвижущей силы материалов

Изобретение относится к области измерения параметров материалов, в частности термоЭДС. Устройство для измерения термоэлектродвижущей силы материалов содержит исследуемую и измерительную термопары, делитель напряжения и источник питания к нему в виде одной из термопар. Оно дополнительно снабжено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646537
Дата охранного документа: 05.03.2018
21.07.2018
№218.016.7344

Способ визуализации подкожных вен в инфракрасном диапазоне спектра излучения

Изобретение относится к медицине, а именно к области лучевой диагностики, анестезиологии и реанимации, и может быть использовано для визуализации подкожных вен конечностей в процессе лечения тромбофлебитов. Способ содержит этапы, содержащие: укладку пациента, механическое воздействие в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002661699
Дата охранного документа: 19.07.2018
18.01.2019
№219.016.b130

Цифровой измеритель температуры

Предлагаемое изобретение относится к термометрии. Заявлен цифровой измеритель температуры, который содержит мостовую измерительную схему 1, в плечи которой включены датчик температуры 2 и термочувствительный элемент терморезистора косвенного подогрева-охлаждения (ТКП) 3, измерительная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002677262
Дата охранного документа: 16.01.2019
+ добавить свой РИД