Устройство для измерения температуры

1619068 510 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения температуры.Цель изобретения - повышение точности измерения.Если принять, что цифровой код на выходе АЦП, т.е. количество импульсов таймера до момента сравнения входного и эталонного сигналов, численно равен температуре измеряемого объекта, то при постоянном опорном сигнале Формируемый а АЦП эталонный сигнал определяется по ФормулеЦ,= Сдс = Сс, (1) где Б - Формируемый в АЦП эталонныйзсигнал;С - постоянный опорный сигнал;с - температура измеряемогообъекта.Если добавить к постоянному опорному сигналу сигнал, поступающий с выхода сумматора, с определенным коэффициентом пропорциональности К 2, то, = С 1 + 1,О 1 с = С + ,(Ас +Ас Вс + Вс)3 с = Сс + ( -- + -- )К (2)3 2 ф где П- сигнал на информационном входе АЦП, равный выходному сигналу сумматора.1 Ф Значения величин С и К 2 выбираются из условия совпадения величины цифрового кода на выходе АЦП с величиной температуры измеряемого объекта в конце рабочего диапазона измерения.Погрешность линеаризации выходного сигнала ТЭП устройства определяется по формуле 3,й(3) Рассмотрим формулы определения погрешности известного предлагаемого устройств. Выберем величину С в формуле (3), равную величине В, тогдаАс Вс3 23 (с ) = Ас - ( - - + - -)К(4)3 2 2 ф2 Ас 5(5) где К = К2 В - коэффициент передачи регулируемого делителя напряженияизвестного устройства,Из Формул (4) и (5) следует, чтодля приведения погрешностей к минимальному значению необходимо, чтобывеличины слагаемых, стоящих в скобках и связанных второй степеньюумноженные на коэффициенты К, приближались к величине Ас при одновременном уменьшении величин слагаемых,связанных третьей и четвертой (дляФормулы 5) степенью с, Однако даже А 2 сфбез учета величины -- видно что2 В9 погрешность известного устройства будет в три раза больше, чем у предлагаемого устройства. Кроме того,для уменьшения погрешности предлагаемого устройства можно варьировать в неболыпих пределах величиной С, т.е. постоянной составляющей опорного сигнала АЦП предлагаемого устройства.На чертеже представлена блок-схема предлагаемого чстоойства.Устройство содержит термоэлектрический преобразователь (ТЭП) 1, предварительный усилитель 2, блок 3 компенсации термо-ЭДС свободных концов ТЭП, сумматор 4, регулируемый делитель 5 напряжения и аналого-цифровой преобразователь 6.Устройство работает следующим образом.Вводят горячий спай ТЭП 1 в контакт с измеряемым объектом. ТЭП вырабатывает термо-ЭДС, соответствующую разности температур измеряемого объекта и свободных концов ТЭП, которая поступает на предварительный усилитель 2, Одновременно блок 3 компенсации термо-ЭДС свободных концов ТЭП вырабатывает термо-ЭДС, пропорциональную температуре свободных концов ТЭП. Сигналы с блока 3 ком пенсации и с выхода предварительного усилителя 2 поступают на входы сумматора 4. С выхода сумматора 4 сигнал Ц поступает на информационный вход аналого-цифрового преобразователя 6 и одновременно на регулируемый делитель 5 напряжения, который формирует постоянное опорное напряжение С совместно с переменной составляющей (сигналом Пвх), ослабленной в К раз регулировочным элементом делителя 5, и подает его на вход опорногоФормула изобретения Устройство для измерения температуры, содержащее термбэлектрический преобразователь, подключенный первым 20 Составитель В.Ярыч Редактор В,Данко Техред Л,Сердюкова Корректор А,ОсауленкоЗаказ 38 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 5 16190 сигнала АЦП 6. Закон изменения опорного напряжения Н на вьжоде регулируемого делителя напряжения описывается формулой13 =С+ (Ас +Вс)КНа выходе АЦП 6 формируется цифровой сигнал, пропорциональный температуре измеряемого объекта. 1 ОПогрешность линеаризации устройства в диапазоне температур от 0 до 200 С составляет не болееФ 0,3 С, что соизмеримо с погрешностями самих АПП, которая составляет от 1 до 5 ед.млад шего разряда, т.е. от + 0,1 до.0,5 С,686выводом к первому входу предварительного усилителя, блок компенсации термо-ЭДС свободных концов термоэлектрического преобразователя, сумматор, первый вход которого подключен к выходу предварительного усилителя, и регулируемый делитель напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен аналого-цифровой преобразоватсль, информационный вход которого подключен к выходу сумматора непосредственно, а вход опорного сигнала - через регулируемый делитель напряжения, причем блок компенсации термо-ЭДС свободных концов термоэлектрического преобра зователя подключен к второму входу сумматора, а второй вывод термоэлектрического преобразователя подключен к второму входу предварительного усилителя.