Устройство для измерения температуры

СОВЕТСНИХ А Ю (10 Х РЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ ИТЕТ СССР И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ВТО кое свидетел С 01 К /16, е свидетельс С 01 К 7/02,РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им.В.В,Куйбышева(56) 1. Авторс ьство СССР В 930022, кл. 1977.2. Авторско тво СССР В 998872, кл. 1981 (про тотип) .(54) (57) УСГРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее термопреобразователь сопротивления, первый вывод которого соединен с первым выводом источника питания, а второй вывод соединен с последовательно соеди ненными первым и вторым образцовыми резисторами, коммутатор, первый. вход которого соединен с вторым выводом термопреобразователя сопротивления, а выход подключен к последовательно соединенным аналого-цифровому преобразователю и вычислительно-регистрирующему блоку блок управления, соединенный с коммутатором, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения температуры, в него введен третий образцовый резистор, включенный между вторым выводом второго образцового резистора и первым выводом термопреобразователя сопротивления, соединенным с вторым входом аналого-цифрового пре" образователя, при этом второй вывод источника питания соединен с точкой . соединения первого и второго образцовых резисторов, а второй и третий входы коммутатора соединены с выво- р дами второго образцового резистора.1 11261Изобретение относится к термометрии, а точнее " к устройствам для измерения температуры с использованием термопреобразователя сопротивлеиияе 5Известно устройство для дистанционного измерения температуры, содержащее термодатчик, выполненный в виде последовательно соединенных двух эталонных резисторов и двух 10 идентичных термопреобраэователей сопротивления, параллельно одному из которых подключен третий такой же термопреобразователь, преобразователь электрического сопротивления,термодатчика в электрический сигнал, который через четыре управляемых клю", ча коммутатора подключен к трем средМним и одному краинему выводам резисторов термодатчика, а крайние вы воды термодатчика через измеритель напряжения и линию связи соединены с вычислителем-регистратором, причем преобразователь электрического сопротивления термодагчнка выполнен в виде стабилизированного источника по" стоянного тока 1 3.Недостатком устройства является низкая точность измерения, обусловленная неидентичностью термопреобраэователей сопротивления.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения температуры, содержащее термопреобразователь со" противления, первый вывод которого соединен о первым выводом источника питания, а второй вывод соединен с последовательно соединенными первым и вторым образцовыми резисторами, коммутатор, первый вход которого соединен с вторым выводом термопреобразователя сопротивления, а выход подключен к последовательно соединенным аналого-цифровому преобразователю и вычислительно-регистрирующему блоку, блок управления соединен с коммутатором Г 21.В этом устройстве при измерении температуры термопреобразователь сопротивления и образцовые резисторы поочередно подключаются с помощью коммутатора к входу аналого-цифрового. преобразователя (АЦП). При этом в измерительной цепи последовательно стермопреобразователем включены два ключа, сопротивление которых вносит существенную погрешность в результат измерения. Кроме того, для работы 83 2устройства необходимо точное соответствие сопротивления первого образцового резистора сопротивлению термоопреобразователя при О С. Это требует тщательной подгонки сопротивления образцового резистора, в противном случае возникает методическая погрешность.Цель изобретения - повышение точности измерения температуры эа счет упрощения измерительной цепи и устранения погрешности от несоответствия сопротивления образцового резистора сопротивлению термопреобразователю при нулевой температуре.Поставленйая цель достигается тем, что в устройство для измерения температуры, содержащее термопреобразователь сопротивления, первый вывод .которого соединен с первым выводом источника питания, а второй вывод соединен с последовательно соединенными первым и вторым образцовыми резисторами, коммутатор, первый вход которого соединен с вторым выводом термопреобраэователя сопротивления, а вы,ход подключен к последовательно соединенным аналого-цифровому преобразователю и вычислительно-регистрирующему блоку, блок управления, соединенный с коммутатором, введен третий образцовый резистор, включенный между вторым выводом второго образцового резистора и первым выводом термопреобраэователя сопротивления, соединенным с вторым входом аналого-цифрового преобразователя, при этом второй вывод источника питания соединен с точкой соединения первого и второго образцовых резисторов, а второй и третий входы коммутатора соединены с выводами второго образцового резистора.На чертеже представлена блок-схема устройства.Устройство содержит термопреобразователь 1 сопротивления, первый 2, второй 3 и третий 4 образцовые резисторы, коммутатор 5, включающий в себя управляемые ключи 6-8, аналого-цифровой преобразователь 9, вычислительнорегистрирующий блок 10, источник 11 питания, блок 12 управления.Устройство работает следующим образом.Процесс измерения температуры состоит из трех тактов.,+йз+и 40 Составитель В.КуликовРедактор Е.Лушникова Техред Л.Мартяшова КорректорГ.0 гар Заказ 7729/29 Тираж 822 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 3 1120В первом такте блок 12 управления открывает ключ 7, а ключи 6 и 8 закрыты. Поскольку входное сопротивление АЦП 9 выбирается много большим сопротивления открытого ключа, то на его вход поступает напряжениеР1 З 2)( 3 Ф) 10С я 3 +з (К +К+ +Е - ЭДС источника 11 питания 3Й; - его внутреннее сопротивление;Й - сопротивление термопреобразователя 1;1 ф - сопротивления образцовых резисторов 2-4 соответственно.Аналого-цифровой преобразователь 9 преобразует напряжение 0 в код М РМ =КЕ л, З)2 И1 Д,+Яэгде К - коэффициент преобразованияАЦП 9,Ь - некоторая постоянная величина, определяющая сдвиг нулевой точки АЦП 9,Этот код поступает в вычислитель 1но-регистрирукщий блок, где и запоминается.Во втором такте блок 12 управления35открьвает ключ 8 и закрывает ключ 7,при этом на выходе АЦП 9 появляетсякод В третьем такте блок управления открывает ключ 6 и закрьвает ключ 8, 183 4На вход вычислительно-регистрирующего блока поступает кодР РЙ=КЕ - +г 1 . (Ч При линейной зависимости сопротивления термопреобразователя от темпе- ратуры где Р - сопротивление термопреобраэователя при 0 С,ос - температурный коэффициентсопротивления,алгоритм работы вычислительно-регистрирующего блока имеет видь г( з+ ф) 1 14 1 оКак следует из (7), результатизмерения температуры не зависит отпараметров источника питания, коммутатора и аналого-цифрового преобразователя. Точность измерения определяется главным образом, стабильностью образцовых резисторов и точностью градуировкн термопреобразователя.Устройство обеспечивает. высокую точность измерения и стабильность метрологических характеристик во времени и в широком диапазоне внешних ус"ловий.Применение источника питания вместо генератора стабильного тока.и одного трехканального коммутатора вместо двух существенно упрощает схемуизмерительного преобразователя. Также упрощается схема управления коммутатором в случае использованияэлектронных ключей, так как управле"ние ими становится возможным относительно земляной шины устройства.