Устройство для измерения температуры

,Я О 2 59 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Уфимский нефтяной институт (72) Н. А. Хлесткин, Л. Н. Латьппев и В. С. Гриб(56) Авторское свидетельство СССР428230, кл, С 01 К 7/00, 1972.Авторское свидетельство СССР У 1000787, кл. С 01 К 7/24, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ(57) Изобретение относится к устройствам для измерения температуры. Устройство содержит постоянные резисторы 1-6 и терморезистор 7, образующиечетырехплечий измерительный мост 8,к которому подсоединены входы ключей9-14, аналого-цифровой преобразователь 15, генератор 16 тактовых импульсов, счетчик 17, буферный усилитель 18, интегратор 19, ключ 21, комтпаратор 22, логическую схему 23 изадатчик 24. Введение новых элементов и образование новых связей междуэлементами устройства позволяет повысить точность измерения температурыс применением резистивных преобразователей, имеющих нелинейную характеристику. 1 ил.1,40 В момент времени е задатчик 24подает на вход схемы 23 сигнал переключения ключей, Ключи 11 и 12 размыкаются, и на вход АЦП подается напряжение 0 через замкнутые ключи 13 и 4 14. Напряжение на выходе интегратораначинает убывать по линейному законуКС1сзр) КС (К 0 + Бсм )йй. (5)зКогда оно уменьшается до нуля, АЦПвновь становится на компенсацию. Вовремя замкнутого состояния ключей 13и 14 в счетчике 17 зафиксирован код 550 (6)Отсюда ь 3+ ЬТ - Т к 11 Н о(7) 1247Изобретение относится к устройствам для измерения температуры с применением резистивных преобразователей, имеющих нелинейную характеристи-ку, 5Целью изобретения является повышение точности измерения.На чертеже показана схема устройства для измерения температуры.Устройство содержит постоянные ре Озисторы 1 - 6 и терморезистор 7, образующие четырехплечий измерительныймост 8. При этом первый дополнительный резистор 4 включен последовательно с резистором 5 плеча, противополож ного плечу с терморезистором 7, второй 2 и третий 1 дополнительные резисторы включены последовательно с резисто 1 ом 3 плеча, смежного с терморезистором 7, имеющим характеристику 20видаКс Ко(1+А В )ф (1)где К - сопротивление терморезистооора при 0 С;А и В - постоянные коэффициенты; 25С - измеряемая температура,Значения сопротивлений резисторов1 - 6 выбираются из соотношений:К +К +К =К +К =К =К ; (2)1 1 3 46К +К =Ки; К =К =К, ш,з огде щ и и - нормирующие коэффициенты.К измерительному мосту 8 подсоединены входы ключей 9-14. Выходы первого 11, второго 13 и третьего 9ключей соединены с первым входоманалого-цифрового преобразователя(АЦП)двухтактного интегрирования,а выходы четвертого 10, пятого 14 ишестого 12 ключей соединены с вторымвходом АЦП. Выход генератора 16 тактовых импульсов связан с счетным входом счетчика 17 и тактовым входомАЦП 15. Управляющий вход счетчика 17связан с первым выходом АЦП 15 и управляющими входами ключей 13 и 14.Второй выход АЦП 15 связан с управляющими входами ключей 11 и 12, а третий его выход - с управляющими входами ключей 9 и 1 О. АЦП 15 двухтактного интегрирования содержит буферный усилитель 18, входы которого являются входами преобразователя 15а выход подключен к первому входуинтегратора 19, к второму входу которого подключены конденсатор 20 ичерез седьмой ключ 21 выход компаратора 22, связанный с входом логической схемы 25 управления, выходы ко 683 2торой являются выходами АЦ 1 15, причем третий из них связан с управляющим входом ключа 21. Вход логической схемы 23 связан с выходом эадатчика 24 интервалов времени, вход которого является тактовым входом АЦП 15. Выход интегратора 19 подключен к входу компаратора 22, другой вход которого подключен к общей шине устройства.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии логическая схема 23 управления подает сигнал на замыкание ключей 9 и 10, а также клюключа 21 в АЦП. В этот момент временинапряжение смещения операционных усилителей Бс и выходное напряжение О, измерительной цепи запоминается на конденсаторе 20. Величина этого напряжения равна+ си (3) где К - коэффициент усиления буферного усилителя 18.В момент времени 1 с задатчика 24 на вход схемы 23 поступает сигнал длительностью Т, Ключи 9, 10 и 21 отключаются, и вход АЦП посредством ключей 11 и 12.подключается к измерительной диагонали моста. Напряжение ьБ с измерительной диагонали моста,усиленное усилителем 18 и поданное 1 на интегратор 19, изменяется на его выходе по закону-- (к ьц) 1 +КС см41247683 10 15 20 Формула изобретения Редактор Л. Веселовская Заказ 4113/39 Тираж 778 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Как видно из полученного выражения, АЦП имеет нелинейность характеристики, пригодную для линеаризации характеристики термосопротивления с падающим участком.Выразив напряжения Б, ь Б и Цг через сопротивления плеч моста, полу- чим пК+ЬйшТх 2 и р - -К - То, (8)Огде Ь К - приращение сопротивлениятермодатчика.Учитывая, что И,=Т й , запишемЯ - И . (9)к 2 К и - ЬК шоАнализ полученной зависимости показывает, что она может совпадать с аппроксимирующей ее прямой И =а С вк х промежуточных точках(АЕ 2-В С,) (1+оп)кг 2 и-(А ,-В,) шгде И и И - код в счетчике в едихкницах измерения температуры для соответствующих точек середины и конца аппроксимации;и е - значение температурысередины и конца интервала аппроксимации;И - емкость счетчика ин 0тервалов вРемени.35 Устройство для измерения темпера 40 туры, содержащее четырехплечий измерительный мост с терморезистором, первый ключ, вход которого подключен к вершине моста, выход связан с первым входом аналого-цифрового преобразователя двухтактного интегрирования, а управляющий вход с вторым выходом аналого-цифрового преобразователя, второй ключ, вход которогоподключен к нулевой точке диагонали питания моста, выход связан с выходомпервого ключа, а управляющий вход спервым выходом аналого-цифрового преобразователя, третий ключ, счетчик,управляющий вход которого соединенс первым выходом аналого-цифровогопреобразователя, и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен со счетным входом счетчика итактовым входом аналого-цифровогопреобразователя, о т л и ч а ю щ е -е с я тем, что, с целью повьпненияточности измерения, в него введенычетвертый, пятый и шестой ключи,а также дополнительные резисторы,первый из которых включен последовательно с резистором плеча, противоположного плечу с терморезистором,и соединен с входом третьего ключа,выходом связанного с выходами первогои второго ключей, а второй и третийдополнительные резисторы включеныпоследовательно с резистором плеча,смежного с терморезистором, точки ихвключения соединены с входами четвертого, пятого и шестого ключей,выходы которых соединены с вторымвходом аналого-цифрового преобразователя, управляющие входы шестого ипервого ключей соединены между собой,управляющие входы третьего и четвертого ключей соединены с третьим выходом аналого-цифрового преобразователя, а управляющие входы пятого ивторого ключей также соединены междусобой. Составитель Н. МакаровТехред М.Ходанич Корректор Г. Решетник