Устройство для измерения меняющихся температур

ВсесоюзнаяОП ИИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет6 01 К 3,10 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытийДата опубликования описания 25.11.79(72) Автор изобретения В. Г. Зубов Физико-механический институт АН Украинской ССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МЕНЯЮЩИХСЯ ТЕМПЕРАТУР Изобретение касается теплотехнических измерений и может быть использовано в системах автоматического контроля и управления теплотехническими процессами, в частности при.измерении меняющихся температур газовых потоков в нестационарных усло. виях теплообмена.Известно устройство для измерения нестационарных температур с последовательной коррекцией инерционности термодатчиков, содержащее последовательно включенные термодатчик с усилителем, дифференциатор, усилитель с управляемым коэффициентом усиления и сумматор.Однако это устройство не обеспечивает требуемой точности измерения.Наиболее близким по технической сущности к предложенному является 20 устройство для измерения меняющихся температур, содержащее т ермопреобразователь с предварительным усилителем, вход которогО подключен соответственно к первому входу сумматора ,и через корректируюшую цепь, включающую последовательно включенные активный дифференциатор и операционный - усилитель с управляемым резистором, и контур настройки цепи коррекции состоящий иэ дифференцирующего эве"на, логарифмического усилителя и диф"ференцнатора 1.Недостатком устройства являетсянизкая точность измерения,обуслов"ленная тем,что контур подстройки цепикоррекции содержит усилитель с передаточной характеристикой натурального логарифма, реализация которой влучших образцах усилителей необеспечивает погрешности ниже 3-5. Прнэтом укаэанная точность достигаетсяза счет значительного усложнения самой схемы усилителя,Цель изобретения - повышение точности измерения меняющихся температур.Это достигается эа счет того, чтов устройство для измерения меняющихся температур введены интегратор,схема сравнения, триггер, пиковыйдетектор с автоматическим сбросом иделителем, выход которого подключенк первому входу схема сравнения нвходу интегратора по сбросу аналогового сигнала, Вход пикового детек"тора соединен с выходом активногодифференциатора, вторым входом схемы сравнения и,первым входом триггера, второй вход которого подключел квыходу схемы сравлелия, а его выходчерез интегратор подключен к управляемому резисторуНа чертеже изображена структурнаясхема устройства.Схема содержит термопреобразователь 1, предварительный усилитель 2,активный дифференциатор 3, контур настройки 4 с пиковым детектором 5 савтоматическим сбросом и делителемиа сопротивлениях В и В р, схемой1сравнения б, триггером 7 и интегратором 8 время-аналог, цепь коррекции9 с операционным усилителем и управляемым резистором 10, сумматор 11 ирегистрирующее устройство 12,Принцип действия устройства заключается в определении текущегозначения показателя тепловой инерциитермодатчика с помощью контура настройки, преобразовании показателяв управляющий сигнал для воздействияна корректирующую цепь и в обеспечейии изменения коэффициента усиления усилителя пропорционально изменению значения показателяЯапряжение с выхода термообразователя 1 после предварительного усиления усилителем 2 поступает на первыйвход сумматора 11 и на цепь коррек"ции 9.С выхода цепи коррекции,постоянная времени которой изменяется сигналом, вырабатываемым контуром ЗОнастройки 4, напряжение поступает навторой вход сумматора 11. С выходасумматора напряжение корректирующегосигнала термопреобраэователя, соответствующее значению измеряемой меняющейся температуры, поступает на регистрирующее устройство 12, Определение контуром подстройки показателятепловой инерции термодатчика осуществляется следующим образом, При воздействии нарастающего скачка температуры на термопреобразователь сиг"нал с его выхода предварительно усиленный усилителем 2, дифференцируется активным дифференциатором 3. На 45выходе дифференциатора 3, обладающего постоянной времени намного меньшей постоянной времени термодатчика,образуется затухающее напряжение,которое поступает на вход пикового 50детектора 5 с автоматическим сбросом,а на его выходе принимает вид линейной зависимости от сохраняет значениедо момента прихода следующего продифференцированного сигнала термодатчика. Эатем напряжения с выхода пикового детектора 5 и с резистивного делителя В и Впоступают одновременносоответственно на первый и второйвходы схемы сравнения, которая в момент равенства напряжений срабатывает и воздействует на второй вход триггера, возвращая последний в нулевоесостояние. Перевод триггера в единичное состояние соответствует моменту воздействия переднего фронта продифференцированного сигналатермодатчика на один из его входов, при этом длительность импульса на выходе триггера пропорциональна показателю тепловой инерции . После окончания воздействия триггера, интегратор 8 переводится в режим памяти, а его напряжение используетс дляуправления коэффициентом усиления операционного усилителя. Режимпамяти интегратора сохраняется до момента воздействия на термодатчик очередного скачка изменяющейся температуры, когда наступает автоматический сброс выходного напряжения пикового детектора, для чего выход пикового детектора соединен с интегратором время-аналог. Кратковременное отсутствие напряжения на выходе пикового детектора используется для воздействия на схему разряда интегрирующего конденсатора. Точность измерения устройства зависит от точности выполнения условия оптимальной настройки цепи коррекции, заключающегося в равенстве постоянной времени цепи коррекции и показателя тепловой инерции.термодатчика.Формула изобретенияУстройство для измерения меняющихся температур, содержащее термопреобразователь с предварительным усилителем, выход которого подключен соответственно к первому. входу сумматора и через активный дифференциатор и операционный усилитель с управляемым резистором к второму входу сумматора, подсоединенного к входу регистрирующего устройства, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения меняющихся температур, в него введены интегра" тор, схема сравнения, триггер, пиковый детектор с автоматическим сбросом и делителем, выход которого под" ключен к первому входу схемы сравнения и входу интегратора по сбросу аналогового сигнала, а вход пикового детектора соединен с выходом активного дифференциатора, вторым входом схемы сравнения и первым входом триггера, второй вход которого подключен к выходу схемы сравнения, а его выход через интегратор подключен к управляющему резистору.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Шукшунов В.Е. Корректирующиезвенья в устройствах измерения нестационарных температур, М ., Энергия,1970, с. 37-38 (прототип) .699353 Составитель Н. ГоршковаТехред И.АсталошКорректор Й А Ре льк 7 каз 720 Филиал ППППатент ф, г. Укгород, ул. Проектная,Тирам ЦЯИИПИ Госу по делам 13035, МосквПодписноекожтета СССРи открытийская наб., д, 4/ арственного обретений ЖРауш