Устройство для измерения температуры

.:л ЬСТ едровскийЛенина политехЛенинского тво СССР1974.езокварбразокола" к темпераетрам тер-"Известияие", 1980,о СССР981 чик ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(71) Львовский орденанический институт им.комсОмола(прототип). 4)(57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕ МПЕРАТУРЫ, содержащее термод генератор тактовой частоты, две схемы И, выходы которых раздельно соединены со входами сложения и вычитания реверсивного счетчика импульсов, блок цифровой индикации, вход которого через дешифратор соединен с выходом реверсивного счетчика, о т щ л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в устройство введены компаратор с блоком гальванического разделения и преобразователь код в . ток, а термодатчик выполнен в виде термокомпен- сационного преобразователя, измерительные выводы которого подключены ко входу компараора, выход блока гальванического разделения подключене к одним из входов схем И, к другим входам которых подключен генератор тактовой частоты, при этом входы раз- дрядов кода преобразователя код - ток С соединены с выходами реверсивного счетчика, а выход преобразователя ф ф код - ток подключен к кампенсационным выводам термокомпенсационного преобразователя.Изобретение относится к термомегрии и может быть использовано в устройствах, предназначенньх для измерения температуры различных производственных процессов с высокой чувствительностью и точностью,1Известны устройства для измерениятемпературы, в которых измерениетемпературы осуществляется при помощи термопреобразователя (термопара,термометр сопротивления, пьезоквар.цевый термодатчик, полупроводниковый термоэлемент и т.п.), соединенного через устройства преобразованиявыходнбго сигнала с индикаторнымустройством 11Зе 15Повышение чувствительности такихустройств путем увеличения коэффициейта передачи приводит обычно к снижению стабильности измерительногоустройства и его точности, 20Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому, результату является устройство для измерения темпеРатуРы, содержа щее термодатчик, генератор тактовой частоты, две схемы И, выходы которых раздельно соединены со входами сложения и вычитания реверсивного счетчика импульсов, блок цифровой индикации, вход которого через дешифратор соединен с выходом реверсивного счетчика 4 ),Недостатком прототипа является низкая точность измерения температуры, обусловленная высоким значе- З 5 нием коэффициента передачи устройства измерения и его нестабильностью. Цель изобретения - повышение точности измерения температуры, 40Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее термодатчик, генератор тактовой частоты, две схемы И, выходы которых раздельно соединены со входами сло" 45 жения и вычитания реверсивного счетчика импульсов, блок цифровой индикации, вход которого через дешифратор соединен с выходом реверсивного счетчика, введены компаратор с бло" ком гальванического разделения и преобразователь код - ток, а термодатчик выполнен в виде термокомпенсационного преобразователя, измерительные выводы которого подключены ко входу компаратора, выход блока гальванического разделения подключен к одним из входов схем И, к другим входам которых подключен генератор тактовой частоты, при. этом входы разрядов кода преобразователя код- б 0 .ток -соединены с выходами реверсив" ного счетчика, а выход преобразователя код - ток подключен к компенсационным выводам .термокомпенсационного преобразователя, 65 На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения температуры.Устройство содержит термокомпенсационный преобразователь 1, компаратор 2 с блоком гальванического разделения 3, две схемы И 4 и 5, генератор тактовой частоты б, реверсивный счетчик 7, преобразователь код -ток 8, дешифратор 9 и блок цифровойиндикации 10,Устройство работает следующим образом.В основу работы устройства положенметод измерения температуры по компенсационной схеме с использованиемтепловой обратной связи. Для этогов устройство введен термокомпенсационный преобразователь, имеющий четыре вывода, два из которых являютсяизмерительными выводы А) и подключаются ко входу измерительного устройства, а остальные два (выводы В)компенсационными, на которые подается сигнал с выхода измерительногоустройства.В качестве такого преобразователя может быть использован, например,крест Пельтье, выполненный из двухтермопар, спаи которых соединены,термосопротивление с подогревательнымэлементом, термопреобразовательныйэлемент, выполненный на основе,цвух транзисторов, расположенных водном корпусе, один из которых выполняет роль чувствительного элемента,а второй - подогревательного и т,п.Повышение температуры среды, вкоторой находится термокомпенсацион-,ный преобразователь 1,вызывает уменьшение тепловой мощности,рассеиваемой внутри преобразователя, и - на"оборот. Поэтому температура внутрипреобразователя 1 в процессе егоработы остается постоянной за счетзамкнутой системы автоматическогорегулирования и тепловой обратнойсвязи.При возникновении разности температур между температурой среды, вкоторой находится термокомпенсационный преобразователь 1, и температурой внутри преобразователя наего измерительных выводах А появляется напряжение, пропорциональноеэтой разности, и йоступающее на входкомпаратора 2,В качестве компаратора 2 можетбыть использован чувствительный операционный усилитель с высоким коэффициентом усиления, При этом на выходе компаратора 2 устанавливаетсянапряжение логической "1" или "О",в зависимости от знака напряжения наизмерительных выводах А преобразователя 1, т.е. в зависимости от напряжения приращения указанной разности температур.1012042 Составитель Н. ГоршковаРедактор Т. Веселова Техред А. Бабинец Корректор А.дзятко Заказ 2747/50 Тираж 871 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо.делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5,. Филиал ППП "Патентф, г, Ужгород, ул. Проектная,.4 Выходной сигнал компаратора 2 через блок гальванического разделения 3, представляющего собой, например, оптронную пару, поступает на первые входы элементов И 4 и 5. На вторые входы элементовИ подаются синхроимпульсы с генератора тактовой час. - тоты 6.В момент поступления синхроимпульса с генератора б содержимое реверсивного счетчика 7. увеличивается,.или уменьшается на единицу мнадшего разряда счетчика. Выходной сигнал счетчика 7 представляет собой двоичный код, который поступает одновременно на входы дешифратора 9 и пре образователя код - том.8. Преобразователь 8.преобразует код в силу тока, который, поступает на выводы В термокомпенсационного преобраэова-. теля 1, обеспечивая увеличение или уменьшение тепловой мощности, рассеиваемой внутри преобразователя 1, и поддерживая тем самым температуру внутри его постоянной.Разрешающая способность устройства измерения определяется коэфФициентом передачи замкнутой обратной связи устройства.Вывод результата измерения на блок цифровой индикации 10 осуществляется при помощи дешифратора 9, преобразующего двоичный код в двоично-десятичный семисегментный код.Таким образом, вследствие наличия в устройстве измерения глубокой обратной связи по температуре точность измерения существенно повы- шается., так как .Уменьшаются,погрешности, присущие устройствам без такой обратной связи. Технико-экономическая эффективность устройства обусловлена повышением точности измерения температуры без снижения разрешающей способности устройства измерения что повыаает производительность технологических процессов, связанных с контролем и регулированием температуры.