Устройство для измерения температуры

(51) 4 С 01 К 7/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБР 1.;ТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(46) 30,11,89, Бюл. В 44 (71) Институт технической теплофизики АН УССР(56) Авторское свидетельство СССР Р 621971, кл. С О 1 К 7/02, 1976.Авторское свидетельство СССР У 678334, кл. С 01 К 7/00, 1977.(4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ(57) Изобретение относится к температурным измерениям и позволяет повыситьточность измерения при работе с разЯ 01247 А 1 личными типами преобразователей температуры в напряжение. В течение первого и третьего тактов на вход интегратора 7 подаются выходные напряжениявычитателей 3 и 4, а в течение второго и четвертого тактов интегрируетсявыходное напряжение источника 2 опорного напряженияСелектор 1 О в течениепервого и третьего тактов закрыт дляпрохождения импульсов генератора 11,в течение второго такта он открыт дляпрохождения импульсов на вход счетчика-делителя 12, а в течение четвертоготакта - на вход реверсивного счетчи"ка 13. Код, сформированный в концечетвертого такта, является эквивалентом измеряемой температуры и индНцируется цифровым индикатором 15. 1 ил.первог етьего тактов на вход и тегратора 7 подаются выходные напряия вычитателей 3 и 4, а в течение второго и четвертого тактов интегривыходное напряжение источникаектор 1 О н течение первого и третьего тактон закрыт для прохождения импульсов генератора 1, н течение второго такта он открыт для прохождения этих импульсов на вход счетчика-делителя 12, а в течение четвертого такта - на вход реверсивного счетчика 13. Код, сформированный в конце четвертого такта н счетчике 14, является эквивалентом измежен руется 2. Сел и температуным индикатДлительнос.тичатели 5 и 6 нах1) и третьего Ттель 5 - н полож ряемо цифро и индицируется ором 15.первого Т ереклюодятся н тактов енин 11,ении 1) ериоду Т(п- Благода кая пом ли=Тз)ря н полож аются омехи ранными п нормал ьно беспечива го вида,хоется выс ройстна. Б инте этому о устойч) Выходньратора вость ус ния Би апряж Изобретение относится к температурным измерениям, а именно к измерениям температуры при помощи термоэлектрических термометров и термо 5преобразователей сопротивления в условиях воздействия помех,Цель изобретения - повышение точности измерения при работе с различными типами преобразователей температуры в напряжение.Иа чертеже приведена схема предлагаемого устройства.Устройство содержит преобразователь1 температуры в напряжение, источник2 опорного напряжения, первый вычитатель 3, второй нычитатель 4, переключатель 5, переключатель 6 тактов,интегратор 7, компаратор 8, блок 9управления, селектор 1 О, генератор11 импульсов, счетчик-делитель 12,ренерсинный счетчик 13 импульсов,счетчик 14 результата и цифровой индикатор 15,Устройство работает следующим образом.Блок 9 управления на основе выходных импульсов компаратора 8 вырабатывает сигналы управления переключателями 5 и 6 и селектором 10, При этомполный цикл работы состоит из четырехпоследовательных тактов, В течениев конце этих тактов интегрировайия можно представить выражениями:Т Тп11 =Б - 01 -11 ) -(1)- - (11-11) - , (2)втгде 1) , 11 - выходные напряжениявычитателей 3, 4 соответственно;выходное напряжение0преобразователя 1;и Ьс - выходные напряженияисточника 2 соответственно по первому ивторому и третьемувыходам;- постоянная времениинтегрирования,В течение второго и четвертоготактов интегрирования длительностьюТ и ТА (переключатель 6 находитсян положении 11) происходит разрядинтегратора от источника 2 опорныхнапряжений, Длительности этих тактовравны:(3 4) где записано число 1(1 , то импульс на вы ходе переноса этого счетчика появится после поступления на его счетный вход Ио входных импульсов, Импульсы Т ) Т - ЦЕ-Цс 2 Т( Ф цО Уо - выходное напряжение источника 2 по второму выходу.В течение времени Т второго такта интегрирования на счетный вход счетчика-делителя 12 поступают импульсы генератора 11 с частотой Гд, В конце этого такта в нем при нулевой начальной установке будет записано число И=ГО Т.Выходы ш старших двоичных разрядов счетчика 12 соединены с входами установки начального значения счетчика 13, поэтому при подаче импульса на вход записи счетчика 13 в нем будет записываться код:111 о Тйао 2 Ъ.т 2 2 Згде и - общее число двоичных разрядовсчетчика 12,Импульсы генератора 11 поступают на счетный вход реверсивного счетника 3 в течение времени Т четвертого такта интегрирования, При этом счетчик 13 установлен в направлении обратного счета (режим вычитания). Так как в этом счетчике предварительно5 1525477переноса с выхода счетчика 13, поступая на вход записи этого счетчика,записывают начальную уставку Ио иподсчитываются счетчиком 14 результата,Следовательно, показание счетчика14 увеличивается на единицу каждыйраэ после поступления Иимпульсовна вход счетчика 13,Код Н, полученный в конце четвертого такта в счетчике 14, определяютиз выражения11 аогде Ид - начальная уставка счетчика 14,После подстановки в выражение (6)выражений (3) и (4) получим1 а Пс-БрВыходные статические характеристики известных в настоящее время контактных термопреобразователей с определенной степенью точности можнопредставить дробно-линейной функциейА 0+А х(8)где П - информативный параметр выходного сигнала датчика (вслучае преобразователя температуры в напряжение - выходное напряжение);0 - измеряемая температура;А, АА - постоянные коэффициенты,В зависимости от значений постоянных коэффициентов в вьражении (8)можно аппроксимировать кривые с различными знаками первой и второй производных (как нарастающие, так и ниспадающие, выпуклые и вогнутые).Если параметры Пс, Б с, и Ивыбраны из соотношении;А 2 А, -(А-А, - )с А ф Цс 2" А фо рмула(10)сгде аС - заданный коэффициент пропорциональности,то И= оВ. (11)При этом результат измерения не зависит от длительностей первого и третьего тактов интегрирования, частоты следования импульсов генератора 11 и напряжения Бисточника 2 при условии их кратковременной стабильности,Требуемая зависимость (1) выходного кода от измеряемой температурыобеспечивается соответствующим выбором значений выходных напряжений Б1 Ои Ь источника 2 и начальной уставки 11Устроистно для измерения температуры, содержащее преобразователь температуры в напряжение, подключенный к первому входу первого вычитателя, второй вход которого соединен с первым выходом источника опорного напряжения, второй выход которого подключен к второму выходу переключателя тактов, интегратор, вход которого соединен с выходом переключателя тактов, а выход через компаратор соединен с входом блока управления, первый выход которого подключен к управляющим входам переключателя тактов и селектора, вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а первыйвыход соединен с входом реверсивногосчетчика импульсов, цифровой индикатор, вход которого соединен с выходом счетчика результата, о т л и 35 ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности измерения при работе с различными преобразователямитемпературы в напряжение, в него введены счетчик-делитель, второй вычи татель и переключатель, первый входкоторого соединен с выходом первоговычитателя, выход соединен с первымвходом переключателя тактов, управляющий вход соединен с вторым выходом 45 блока управления, а второй вход соединен с выходом второго вычитателя,входы которого соединены с выходомпреобразователя температуры в напряжение и третьим выходом источни 50 ка опорного напряжения, при этомсчетный вход счетчика-делителя соединен с вторым вьходом селектора,а выходы подключены к входам начальнои установки реверсивного счетчика55 импульсов, выход переноса которогосоединен с своим входом записи исчетным входом счетчика результата,