Цифровое устройство для измерения температуры

Союз Советских Социалистимеских Республик(23) Приоритет есудаустеввай хеиететСевета Иехетеееее,аеан хмбеетеа етхитее4 о) Дата опубликовани 7,06.78 са 12) Автор., изобретеии В Д Грине вовский ордена Ленина политехнический инстит) ЦИФРОВОЕ ОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕН МПЕРАТУРЫ достаткнизкаустрованна Изобретение относится к области температурных измерений.Известны цифровые мосты переменно го тока, например, следящего уравновешивания, использующие в качестве измерительных устройств сравнения сопротивлений мостовые или мостовые с юсной ин духуньнса сьааьы схемы 1, Однане цифровые мосты переменного тока не обеспечивают компенсации нелинейности характеристики термометра сопротивления к сложны конструктивно.Известны цифроьые измерители температуры 2,1, соде;лежащие термометр сопротивлениаь вкаоченный в мостовую изме. рительную схему, нуль-орган, подключен . ный к диагонали мостовой схемы, управпяемую проводим остье включенную в одно из плен моста, В атом устройстве уравновешивающин элементом является управ- ляемая проводимость.Недостатком устройства является низкая точность измерения. На точность измерения оказывает влиявве сопротивление линии связи. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является автокомпенсационное устройство для измерения температуры31, содержащее термометрсопргтивления, включенный последовательно с первичной обмоткой трансформаторатока, во вторичную обмотку которого включены усилитель, компенсирующий и шунтаруюаий.резисторы, основной и допопнительные рвохорды. С целью повышенияточности измерения, между рабочим сопротивлением основного и дополнятельногореохордов, движки которых механическисвязаны, включен вспомогательный резистор, а к шунтирующему резистору подклй;чен вывод рабочего сацвтивления дополнительного,реохорда, движок которогосоединен к.о вторичной обмотке трансформатора тока.26 устрояство имеет следуюйие не- и: отсутствие цифрового выхода, точность измерения, сложность тва и низкая надежность, выэ" наличием механических узлов.Целью изобретения является повыше,ние точности измерения, обеспечение цифрового выхода, лннеаризация выходной характеристики устройства при Использовании термометров с нелинейной характеристикой, повышение надежности устройс гва.Это достигается тем, что в предпагаемое устройство для намеренвя температуры, содержащее трансформатор тока, термометр сопротивления, включенный последовательно с первичной обмоткой трансформатора тбка и соединенный одним выводом со вторичной обмоткой, нуль-орган, введена цепь, подключенная к выводам вгорнчной обмотки трансформатора, состоящая иэ - параллельно соединенных щунтирующего резистора и двух последовательно соединенных резисторов, к выводам одного из которых подключена цифровая проводимость, управляющий вход которой через формирователь соединен с реверсивным счетчиком, 20 генератор импульсов, цодключенный через кпючевое устройство к реверсивному счетчику, причем вход нуль-органа соединен со средней точкой. последовательно соединенных резисторов и выводом термометра сопротивления, а выход соединен с управ-. ляющим входом ключевого устройстваНа чертеже представлена .блок-схема описываемого устройства для измерения температуры.30Цифровое устройство содержит термометр сопротивления 1, включенный четырехпроводной пинией связи, трансформатор тока 2, щунтирующий резистор 3, р- зисторы 4 и 8, управляемую цифровую про ЗФ водимость 6, нуль-орган 7, генератор так" говых импульсов 8, ключевое устройство 9, состоящее несхем совпадений 10 и 11, реверснвный счетчик 12, формирователь 13, цифровое отсчетное устройство 14.Термометр 1 включен последовательно с первичной обмоткой трансформатора 2, параллельно выводам вторичной обмо- ки которого включены шунгнрующий резистор 3 и последовательно соединенные резисторы 4 и 8. Один вывод резистора 4 подключен к зажиму термометра 1, а другой - к зажиму нуль-органа 7. ДругиеЯ зазимы термометра 1 и нуль-органа 7 соединены между собою, Параллельно выводам резистора 8 включеча цифровая управляемая проводимость 6. Вывод нуль- органа 7 и выход генератора 8 соеднне 55 ны со схемами совпадения 10 и 11, вы-. ходы которых подключены к реверсивному счетчику 12. Счетчик 12 управляет через формирователь 13 цифровой проводимостью 6, а его состояние индуцнрует-я цифровым огсчегным устройством 14, Резистор 18 ограничивает величину гока через термометр 1 и включен последовательно с тер- мометром 1 и первичной обмоткой трансформатора 2, При начальном значении иэ - меряемой температуры падение напряжения на термометре 1 уравновешнвается падением напряжения на резисторе 4. В агом случае цифровая следящая система нуль. орган 7, реверсивный счегчнк 12) уста,навпивает нулевое значенне провоцймостн 6.С повышением температуры увеличиваагся сопрогивпение термометре 1, а спедоватепьно, и падение напряжения на нем. На входе нупь-органа 7 появпяегся напряженке разбаланса, которое вызывает изменение проводимости 6 до тех пор, пока падение напряжения на резисторе 4, определяемое значением проводимостн 6, не станет равным падению напряжения на терморезисторе. При атом записанный в счетчике код будет пропорцио нален с одной стороны величине цифровой проводимости 6, а с другой - измеряемому прнращению сопротивления терморезис- . тора, т,е. ИзмеряемМ температуре,За счет предложенного включения резисторов 3. 4, 8 и проводимости 6 обеспечивается функциональное преобразование приращения напряжения на резисторе 4, совпадающее с нелинейным законом изменения приращения сопротивления термометра 1 ог температуры. При этом обеспечивается линейная зависимость выходного кода устройства от измеряемой температуры. Требуемая величина нелинейности компенсирующего напряжения с резистора 4 достигается выбором соотношений сопротивлений резисторов 3, 4 и.8 при неизменных характеристиках цифровой проводимости.Применение предлагаемого устройс ва наряду с известными достоинствами автокомпенсационной схемы - отсутствие влияния сопротивления соединительной линии на точность измерения температуры и возможность ее работы с низкоомными термометрами ( сотые, десятые доли Ома) р что выгодно 01 личает его ог прототипа, обеспечивает:непосредственно цифровой выход, который может быть использован для вывода на устройство для,цифровой печати, на вход управпяющей вычиспитепьной машины и г,д.;"ри нелинейной характеристике преобразования термометра линейную завися мосгь выходного кода ог измеряемой температуры,возможность компенсации как попожитепьной непннейности характеристики датчика ( проводимость 6 управпяется прямым выходным кодом реверсивного счетчикч) так и отрицатепьной ( при управ- пении инверсным кодом);5возможность нспопьзования в составе цифровой проводимости мапых вепичнн проводимостей ( бопьших сопротивлений), что позвопяет применять в качестве бесконтакэных кпючей с сохранением высокой точности измерения МОП-транзисторы;при достаточно простой схеме устройст.ва высокую точность измерении температуры.Предложенное устройство в диапазонами измерения температур от -200 доФ 650 С позволяет почти на 2 порядка уменьшить непинейность характеристики ппатинового термометра сопротивпення и обеспечить ,точность измерения порядка 0,1-2%.26 формупа изобрете ния Цифровое устройство для измерения температуры, содержащее трансформатор тока термометр сопротивления, включенный последовательно с первичной обмоткой трансформатора тока и соединенныйИ 619809одним выводом со вторичной обмоткой,нульорган о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности измерения,в него введены цепь, подключеннаяк выводам вторичной обмотки трансформа-.тора, состоящая из параллельно соединенных шунтирующего резистора и двух последовательно соединенных резисторов, к выводам одного из которых подключена цифровая проводимость, управляющий вход которой через формирователь , соединен среверсивным счетчиком, генератор импульсов подключенный через ключевое устройство к реверсивному счетчику, причем входнуль-органа соединен. со сред)ей точкойпоследовательно соединенных резисторови выводом терьюметра сопротивленияавыход соединен с управпяюшим входом каэчевого устройства,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе;1. Орнатский П. П. Автоматическиеизмерения и приборы. Вика школа, Киев1971, с. 117.2. Нетребенко К. А Реутов В. Б.25 Аналого-цифровые преобразователи для р- зисторных датчиков, М"Энергняф 1975с. 9.3. Авторское свидетельство СССРЦНИИПИ Заказ 4493/3 Тираж 831 Подписноеиал ППП фПатеитф Ужгород, ул. Проектная