Цифровой измеритель тепмературы

О П И С А Н И Е п 1 590616ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Юоюе Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 23.02.7 овета Министров ССпо делам изобретенн и открытий 3) УДК 536.531(088,8). Окунев 4) ЦИФРО ЗМЕРИТЕЛЪ ТЕМПЕРАТ Изобретение относится к области температурных измерений, а именно - к цифровым измерителям температуры.Известны измерители температуры 1, содержащие термометр сопротивления, эталон ный резистор, цифро-аналоговыц преобразователь, генератор счетных импульсов и счетчик импульсов, Компенсация погрешности измерения, вызванной пелннейностью термометра сопротивления, достигается путем 10 включения в цепь питания первого цифро-аналогового преобразователя второго цнфро-аналогового преобразователя.Из известных устройств цаиболес близким к изобретению является измеритель темпера туры 2), работающий на принципе двойного интегрирования и содержащий термометр сопротивления, подключенный к первому входу операционного усилителя, к выходу которого подсоединены включенные последовательно 20 интегратор, нуль-орган, блок управления и счетчик импульсов. Кроме того, измеритель содержит генератор счетных импульсов, подключенный к блоку управления, и два источника тока, соединенные с двумя двухпози пионными переключателями, связанными с блоком управления, Погрешность, вызванная целинейностью термометра сопротивления, компенсируется путем использования во втором такте интегрирования в качестве источ ника опорного напряжения функциональногогенератора, Недостатком устройства являетсяего сложность, вызванная наличием функционального генератора, погрешность и нестабильность которого обуславливает погрешность и нестабильность измерителя.Целью изобретения является повышениеточности измерения. Поставленная цель достигается тем, что в цифровой измеритель температуры введен эталонный резистор, включенный между вторым входом и выходомоперационного усилителя, причем первые позиции переключателей соединены соответственно с термометром сопротивления и эталонным резистором, а вторые позиции - соответственно с эталонным резистором и термометром сопротивления,На чертеже приведена блок-схема предлагаемого измерителя.Измеритель содержит термометр сопротивления 1, сдвоенный токовый переключатель 2,генераторы тока 3 и 4, операционный усилитель 5, эталонный резистор 6, интегратор 7,нуль-орган 8, блок управления, состоящий изформирователя 9 временных интервалов илогической схемы 10, генератор импульсов 11и счетчик импульсов 12,По сигналу Пуск блок управления даеткоманду для перевода токового переключателя 2 в положение, показанное на чертеже,При этом ток 1 о от генератора 3 течет по термометру сопротивления 1, а ток п 1 о, (и - отношение токов генераторов 3 и 4) от генератора 4 - по эталонному резистору 6. На выходе операционного усилителя 5 формируется сигнал первого интегрирования.7, -- 1, (Я - пК (1) где Я - сопротивление термометра, Яэ - сопротивление эталонного резистора, Напряжение на выходе интегратора 7 линейно нарастает и достигает в конце интервала 1 первого интегрирования, определяемого формирователем 9 временного интервала, значенияу, = И,- пй,).(2) где Й - коэффициент пропорциональности.В момент , формирователь временных интервалов 9 заканчивает формирование временного интервала 1 ь начинает формирование временного интервала 1 о и дает команду для перевода токового переключателя 2 в положение, при котором ток 1, от генератора 3 течет по эталонному резистору 6, а ток и 1 о от генератора 4 - по термометру сопротивления 1, создавая на выходе усилителя сигнал второго интегрирования, равньша = о (Лэ - И). (3) Л - пЯэа - 1Лэ - пй(5)Лэ прогде Лов сопротивление датчика при нулевой температуре,Сопротивление Я датчика в температуру Т преобразуется по формуле Я пЯэ Яо пКэ 6)( (- 1, - п 1, ( где У - коэффициент пересчета временного интервала в температуру. Погрешность измерения, вызванная нелинейностью характеристики датчика, компенсируется изменением знаменателя фэ - пЯ) в процессе измерения Выходной сигнал интегратора начинает падать.В момент окончания интервала 1 о срабатывает логическая схема 10, и на счетчик импульсов 12 начинают поступать счетные импульсы от генератора 11, В момент окончания второго интегрирования и равенства нулю напряжения на выходе интегратора, определяемый нуль-органом 8, срабатывает логическая схема 10, прекращая доступ счетных импульсов в счетчик 12. Количество импульсов, сосчитанное за время 1 а - 1 о (Ьа - время второго интегрирования), пропорционально измеряемой температуре,Время второго интегрирования определяется выражением10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 температуры. Например, если у датчика с увеличением температуры чувствительность падает, то у измерителя температуры ее рост сопровождается увеличением чувствительности из-за уменьшения знаменателя в формуле (5).Величину Лэ и и определяют по формулам1 э - Жо ,4иНэ - Ю 1 А + 2 ВТ 1(Я 1 - пй, Я, - пй,Лэ И 1 Йэ прогде Яо и Я, - сопротивления датчика в двух произвольно выбранных точках диапазона измеряемых температур, например 0 С и Т 1; А и В - температурные константы датчика:й = йо(1+Ь+Вг). (8)Установка счетчика 12 на 0, а также установка знака измеряемой температуры осуществляется логической схемой 10. Для простоты знаковые каналы и цепи установки на чертеже не показаны. Генератор 11 является общим при формировании интервалов и 1 а. Изменение частоты генератора приводит к пропорциональному изменению интервалов 1 ь 1 о и 1 г и не влияет на точность измерения.Предлагаемый цифровой измеритель температуры обеспечивает линеаризацию характеристики преобразования термометра сопротивления, обеспечивает стабильность и точность измерения температуры, что расширяет сферу его применения в народном хозяйстве. Формула изобретения Цифровой измеритель температуры, содержащий термометр сопротивления, подключенный к первому входу операционного усилителя, к выходу которого подсоединены включенные последовательно интегратор, нульорган, блок управления и счетчик импульсов,генератор счетных импульсов, подключенныйк блоку управления, два источника тока, соединенные соответственно с двумя двухпозиционными переключателями, связанными сблоком управления, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности измерения,в него введен эталонный резистор, включенный между вторым входом и выходом операционного усилителя, причем первые позициипереключателей соединены соответственно стермометром сопротивления и эталонным резистором, а вторые позиции - соответственнос эталонным резистором и термометром сопротивления.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Лвторское свидетельство СССР502237,кл. б 01 К 7/16, 1974.2. Семенов В, Ф, Цифровой термометр слинейной шкалой. Труды МЭИ, вып. 254, М1975, с. 130 - 137,590610 Составитель В. Куликоведактор И. Громов Техред И, Карандашова Корректор И. Позняковская ПодписиССР каз 3193/16НП инография, пр, Сапуноьа, 2 Изд.180 осударственного комитета по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Рау