Устройство для измерения показателя тепловой инерции термопреобразователя

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК9) (111 А 1 5 0 БРЕТЕН ЛЬСТВУ 1, покаэао ого измеюч 8, источи и 16 импуль генератор 1 И 14 и дели ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ СВИ(71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) К,С.Глиненко и К.С.Семенистый (53) 536.53 (088.8)(56) Авторское свидетельство СССР Р 655912, кл. С 01 К 15/00, 1979.Авторское свидетельство СССР В 974148, кл. С 01 К 15/00, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ТЕПЛОВОЙ ИНЕРЦИИ ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ(57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для автоматической сортировки .термопреобразователей по значению показателя тепловой инерции. Цель изобретения - повышение точности измерения. Устройство содержит термопреобраэователь тель тепловой инерции кот р ряют, источник 2 опорного напряжения, измерительный усилитель 3, схемы 4 и 5 сравнения, нагреватель 6, триггеры 7 и 13, управляемый клик 9 питания, счетчики 10 ,сов, схему И-НЕ,11, 2 опорной частоты, схему тель 15 частоты. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяет устранить систематическую погрешность; обусловленную временем нагрева термопреобразователя 1. Число импульсов, зафиксированное в счетчикеЪФ16, является мерой для определения ,показателя тепловой инерции исследуемого термопреобраэователя и не зависит от его нагрева, что повышает точность измерений. 1 ил.Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для определения показателя тепловой инерции термопреобразователей влабораторных и заводских условиях,например, при их автоматической сортировке по значению показателя тепловой инерции,Целью изобретения является повышение точности измерения показателятепловой инерции путем устранениясистематической погрешности, обусловленной временем нагрева термопреобразователя,На чертеже приведена блок-схемаустройства.Устройство содержит термопреобразователь 1, показатель тепловойинерции которого необходимо измерить, источник 2 опорного напряжения,измерительный усилитель 3, две схемы4 и 5 сравнения, нагреватель 6 термопреобразователя, первый триггер 7,управляемый ключ 8, источник 9 питания, первый счетчик 10 импульсов,логическую схему 11 типа И-НЕ, генератор 12 опорной частоты, второйтриггер 13, логическую схему 14 типа И, делитель 15 частоты и второйсчетчик 16 импульсов. Нагреватель 6 термопреобразователясоединен с источником 9 питания через управляемый ключ 8, измерительный усилитель 3 соединен с выходом термопреобразователя 1, а выход усилителя - с первыми входами двух схем 4 и 5 сравнения, вторые входы которых соединены раздельно с источником 2 ойорных напряжений, входы триггера 7 подключены к .выходам схем 4 и 5 сравнения, а его выход соединен с управляющим входом ключа 8. Первый вход логической схемы И-НЕ 11 и вход счетчика 10 импульсов подключены к выходу триггера 7,.второй вход которого соединен с выходом триггера 13, а выход подключен к одному иэ входов схемы И 14, к второму входу которой подключен генератор 12 опорной частоты, выход схемы И 14 через делитель 15 частоты соединен с входом счетчика 16 импульсов, а установочный вход триггера 13 соединен с выходом счетчика 10 импульсов.Устройство работает следующим образом.Ч(с) = Е, ехр(- - ),е. 25где Е - значение выходного напряжения термопреобраэователя вмомент окончания тепловогоимпульса;30 Т - измеряемое значение показателя тепловой инерции термопреобразователя,"С - текущее время,Спустя некоторый промежуток времени Д 1 выходное напряжение остывающего термопреобразователя 1 достигает значение Е, при котором срабатывает схема 5 сравнения.Щ учетом (1) можно показать, что 40 величины Ь,й и ь, связаны между собойзависимостью ЕЬг- = иЕ(2) 45 С выхода схемы 5 сравнения поступает сигнал на один из входов триггера 7, на выходе которого появляется "1", поступающая на счетчик 10.импульсов и управляющий вход ключа 50 8. Ключ 8 при этом замыкается и нанагреватель 6 от источника 9 поступает ток, нагревающий термопреобраэователь 1. Как только выходной сигнал термопреобразователя 1 достига ет в результате нагрева значения,равного Е, срабатывает схема срав" кения 4 и на другой вход триггера 7 поступает сигнал, который переводит его в "0". При этом ключ 8 размыкаВыходное напряжение термопреобразователя 1, уеиленное при помощи измерительного усилителя 3, поступает на первые входы схем 4 и 5 сравнения, 5 на вторые входы которых подаются опорные напряжения Е и Е (Е,Е) от источника 2 опорных напряжений,При этом схема 4 сравнения срабатывает, если выходное напряжение уси- Ю лителя 3 превышает опорное напряжение Е, а схема 5 сравнения - когда выходное напряжение усилителя 3 становится меньше опорного напряжения Е15 На выходах схем 4 и 5 сравненияпоявляются при этом импульсы, поступающие на соответствующие входы триггера 7.Усиленный выходной сигнал остываю щего термопреобразователя 1 в регу-.лярном тепловом режиме изменяется по экспоненциальному закону(3) Коэффициент деления делителя 15 частоты можно выбрать равным, например, В, т.е. численно равным зна чению емкости счетчика 10. В результате на вход счетчика 16,выход которого является выходом устется и подогрев термопреобразователя1 прекращается. После прекращения действия теплового импульса дли 1тельностью А преобразователь 1 остывает до тех пор, пока его выходное напряжение не достигнет значения Е . После этого вышеописанный процесс многократно повторяется.Многократность процесса измерения значенияобуславливает сглаживание случайных погрешностей, неизбежных при одиночном измерении.Для получения результата измерениятриггер 13 предварительно устанавливается в положении "0" и на входе логической схемы 11 отсутствует разрешающий сигнал для дальнейшего прохождения, выходных импульсов триггера 7.По сигналу "ПУСК" ,поступающему на один из входов триггера 13 и разрешающий вход счетчика 10, триггер 13 переводится в положение "1" и с вы,хода триггера 7 через логическую схему 11 на вход схемы И 14 поступают25 импульсы длительностью С.Одновременно при этом импульсы с выхода триггера 7 начинают поступать на вход счетчика 10 и за некоторое время переполняют его, Емкость И счетчика 10 задана, а импульс переполнения его, постунающий на второй вход триггера 13, переводит послед, ний в состояние "0" и поэтому поступ,ление импульсов на выход устройства 35 прекращается в момент переполнения , счетчика 10.На вход делителя 15 частоты с выхода генератора 12 опорной частоты через логическую схему 14 поступают 40 импульсы с частотой Й . лишь в промежутки времени Ьй, начиная с момента "ПУСК" до момента переполнения счетчика 10 с заданной емкостью И. Так как число промежутков времени . 45 Ю определяется емкостью Н счетчика 10 импульсов, то суммарное число импульсов и , поступивших на вход делителя 15 до момента переполнения счетчика .10, равноп ИЕСройства, поступает от генератора 12число импульсов, равное Е п=Г ь 1 п -о Е(4) Из выражения (4) следует, что число п импульсов, зафиксированное в счетчике 16, может являться мерой для определения показателя тепловой инерции 3 последующего термопреобразователя и не зависит от времени его нагрева, что существенно повышает точность измерения,С учетом этого, значение показателя тепловой инерции термопреобразователя можно определить из следующего соотношения и Е,Г,1 п -Е(5) Формула изобретения Устройство для измерения показателя тепловой инерции термопреобразователя, содержащее нагреватель термопреобразователя, соединенный через управляемый ключ с источником питания, измерительный усилитель, вход которого соединен с термопреобразователем, а выход - с первыми входами двух схем сравнения, вторые входы которых соединены раздельно с источником опорных напряжений, триггер, два входа которого подключены к выходам схем сравнения, а выход соединен с управляющим входом ключа, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения путем устранения погрешности, обусловленной временем нагрева термопреобразователя, в него введены два счетчика импульсов, дополнительный триггер, генератор опорной частоты, логические схемы И-НЕ, И и делитель частоты, при этом первый вход логической схемы И-НЕ и вход первого счетчика импульсов подключены к выходу первого триггера, второй вход логической схемы И-НЕ соединен с выходом второго триггера, а ее выход подключен к одному из двух входов логической схемы И, к второму входу которой подключен выход генератора опорной частоты, выход логической схемы И через делитель частоты соединен с входом второго счетчика импульсов;а установочный вход второго триггера соединен с выходом первого счетчика импульсов.