Способ измерения температуры частотным термопреобразователем

(511 0 01 К 7 ИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ ТВУ рактеристики пре термопреобразо" где жимах,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ( СВИДЕТ(71) Львовский ордена Ленююа политехнический институт им, Ленинского комсомола"Приборы и система управления",1978, Ю 12, с. 28-29.2. Авторское свидетельство СССРУ 527608, кл. С 01 К 7/32, 1979 (прототип).(54)57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ЧАСТОТНЫМ ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ,заключающийся в измерении выходной, частоты термопреобразователя, о т,л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точнбсти измерения температуры в нестационарных ре подсчитывают число выходных импульсов термопреобразователя Йи Й 2 в двух равных, следующих один за другим интервалах времени Ь 1, длительность которых выбирают меньше одной десятой значения показателя тепловой инерции термопреобразовате ля, измеряют при этом приращение вы ходной частоты И за первый интервал времени, а значение температуры Т определяют по ФормулеТ=5 г 0+0 Р М 1 крутизна хаобразованиявателя;значение выходной частотытермопреобразователя в момент начала температурного нестационарного режима.1064161 75 Го+Ь Й Изобретение относится к температурным измерениям, в частности кспособам измерения температуры термопреобраэователями с частотным выходом, и может быть использованопри измерении нестационарных температур различных производственных.процессов.Известен способ измерения температуры, заключающийся в том, что определяют частоту выходного сигнала 10частотного термопреобразователя,а по результату измерения частотысудят о значении температуры Г 1 3.Недостатком известного способаизмерения температуры является большая динамическая погрешность измерения в нестационарных режимах,обусловленная инерционностью применяемых термодатчиков,Наиболее близким к предлагаемому 20по технической сущности являетсяспособ измерения температуры, заключающийся в том, что определяют частоту выходного сигнала термопреобра"зователя, скорость изменения частоты 5термопреобраэователя, а сигнал, пропорциональный измеряемой температуре, формируют с учетом скорости изменения частоты термопреобразователяпутем изменения частоты опорного генератора 21,Недостатком указанного способаявляется низкая точность измерениябыстроменяющейся температуры из-затого, что коррекция сигнала термопреобразователя осуществляется с некоторой задержкой по отношению квоздействующему сигналу,Цель изобретения - повышение точности измерения температуры в нестационарных режимах путем коррекции 40динамической погрешности измерения.Поставленная цель достигаетсясогласно способу измерения температуры частотным термопреобразователем,заключающемуся в измерении выходной 45.частоты термопреобразователя, подсчитывают число выходных импульсовтермопреобразователя Я 1 и К в двухравных, следующих один эа другиминтервалах времени Ь, длительность 50которых выбирают меньше одной десятой значения показателя тепловойинерции термопреобразователя, измеряют при этом приращение выходнойчастоты ЬЕ за первый интервал времени, а значение температуры Т определяют по формуле где 5 - крутизна характеристики преобразования термопреоб разователя; 65 Гр - значение выходной частотытермопреобразователя в момент начала температурного нестационарного режима,На чертеже графически представлен предлагаемый способ измерения температуры.Для частотных термопреобраэователей на стадии регулярного теплового режима характер кривой переходного процесса близок к экспоненциальному. Следовательно, выражение для выходной частоты Р.Ф) термопреобразователя при воздействии на него некоторого скачка, например нарастающей температуры, может быть записано в виде ГН):Г +д 7 1-е,где ЬГ - установившееся значение приращения выходной частотытермопреобразователя, вызванное воздействием температурного скачка;ь - значение показателя тепловой инерции.5Значение измеряемой температуры, очевидно, определится зависимостьюТ = 8 ГИ 3. Новому установившемуся значению температуры Т будет соответствовать новое значение выходной частоты термодатчика, равноеЕ 1=Р +ЬР.Дифференцируя 1), легко найти, что . величина Ь Г равнад аг(Ц Т,у з (я 1 Заменяя операцию дифференцирования выходной частоты термопреобразователя определением ее приращения Ь Х за определенный, квантеванный, достаточно малый промежуток времени Ь 1 ( , можно записатьЬФдгххЕЗЬ (З 1ЬФ Ь Следовательно, искомое значение выходной частоты Г 1 в новом установившемся режиме может быть определе-но за время Ь 1 )ри помощи следующей операции:о " . (ф Соответственно установившееся значение температуры определится за- висимостьюЗаказ 10511/44 Тираж 873 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 отношение т/дФ, входящее в формулу (5), определяется при помощи соотношения где й и Й 2 - число импульсов термодатчика за два равных следующих один . за другим интервала времени длитель-"Ю ностью И во время переходного процесса., фиксированный промежуток времени Ь, за который определяют приращение частоты ЬЕ термопреобразователя 5 и число импульсов Й и й в переходном режиме, Выбирают меньше 0,1 Й, чтобы погрешность, вносимая заменой операции диФФеренцирования выходной, частоты Р(Ц определением ее прира О щения за время ЬФ, была как можно меньшей (при Ь 1 = 0,1 погрешность Ф 10)ИнФормацию о значении температуры согласно предлагаемому способу получают за время 2.41, т.е задолго до окончания переходного процесса на выходе термопреобразователя.Здесь осуществляется последовательная электрическая коррекция инерционности термопреобразователя, аналогичная тому, как это осуществляет" ся в системах автоматического регулирования при помощи Фазоопережающих диФФеренцируищих звеньев. Одйако. специфика выходного сигнала термопреобразователя (частота) позволяет по-новому решить задачу коррекции динамической погрешности, обусловленную инерционностью применяемого термопреобразователя.Предлагаемый способ измерения .легко реализуется при помощи обычных средств циФровой измерительной техники, например частотомера, счетчика, орразцовой меры времени, сумматора и умножителя частоты.