Время-импульсный функциональный преобразователь температуры

О П И С "А-ИЗОБРЕТЕН Союз СоветскихСецивлистических рц 78587 Респубп К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВ 61) Дополнительное к авт. свид-ву -22) Заявлеио 31. 07. 78 (21 2677609/18-24 5)М. К явки Йо -сприсоедииени (23)ПриоритетОпубликов Дата опубл 06 6 7/26 суаарственнай ноинте СССР о аелаи изобретейнй н открытий) Авторзобретения Р.А,Каль Белорусский Филиал Государственного научноисследовательского энергетического институтаим. Г,М.Кржижановского Заявитель 4) ВРЕМЯ-ИМПУЛЬСНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЬЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ2 которого,а, подключетока, проя малая диаавляемомуторого подшой)диагонаая малая диагонал ичивающая два пле источнику опорног оложно симметричн ь подключена к уп нику тока, вход к н к выходной (бол ста. вход огра на к тиво гона исто ключ ли м Изобретение относится к области приборостроения, а именно к преобразователям сигналов терморезисторов, и может быть использовано в измерительной технике и автоматике; аналого-цифровых преобразователях, приборах, измеряющих температуру, разность температур, а также.выполняющих функциональное преобразование в форме дробно-рациональной функции.Известен Функциональный преобразователь 13, содержащий четыре элемента с управляемой проводимостью, включенных в плечи моста, одна диагональ которого подключена к источнику опорного напряжения, а другая - к блоку уравновешивания. В состав преобразователя также входят коммутатор, запоминающий блок и бло управления.Схема такого преобразователя для ряда конкретных практических применений неоправданно сложна.Наиболее близким техническим решением к изобретению является функциональный преобразователь для воспроизведения дробно-рациональных функций 2, который состоит из .шестиплечевого моста с резисторами,1 О Выходным сигналом этого преобразователя является постоянный ток,т.е. аналоговый сигнал. Следовательно, он может быть использован только как аналоговый прибор. При построении цифрового прибора преобразователь должен быть дополнен преобразователем аналогового сигналав дискретный, что усложняет структуру приборов. Погрешность источника20 опорного тока целиком входит в выходную величину. При этом предъяв-.ляется жесткое требование к выполнению источника тока. Кроме того,реализация устройства возможна толь 25 ко тогда, когда опорный (3 ) и компенсирующий (Э ) токи направленывстречно, что, являясь условиемразвязки источников по нагрузке,ограничивают функциональные возмож 30 ности преобразователя,к 1: й 66(,Ь, й 12 = о, д: тъ й 54: й -аТ 2=Т 1 К 1цт Ь Пелью изобретения является расширение области применения и повышение то.ности работы устройства.Поставленная цель достигаетсятем, что время-импульсный Функциональный преобразователь температуры, содержащий шестиплечевой измерительныймост, выходная диагональ которогоподключена к интегратору, последовательно с которым включен нуль-орган,источник опорного тока и Формирователь прямоугольных импульсов, входсинхронизации и инФормационный входкоторого подключены соответственнок генератору Опорной частоты и выходу нуль-органа, а выход являетсявыходом преобразователя, содержитдва синхронно коммутируемых переключателя, подвижные контакты которыхподключены к источнику опорного тока,неподвижные контакты подсоединенысоответственно к двум парам смежных 20по отношению к выходной диагоналишестиплечевого измерительного мостаего вершин, а управляющие входы синхронно коммутируемых переключателейсоединены с выходами Формирователяпрямоугольных импульсов,На чертеже показана функциональная схема преобразователя,Преобразователь содержит шестиплечевой измерительный мост с верши- ЗОнами 1 и б. Источник опорного тока7 посредством двух синхронно коммутируемых переключателей 8,9 подключенк вершинам 1, 3,4,6 моста, не лежащим на выходной диагонали, образован- Зэной вершинами 2,5. Выходная диагональ подключена к интегратору 10,последовательно с которым включеннуль-орган 11, Управляющие входы переключателей 8 и 9 подключены к выходам Формирователя прямоугольных импульсов 12, вход синхронизации и инФормационный вход которого подключены соответственно к нуль-органу 11и генератору 13 опорной частоты.Преобразователь работает в режиме двухтактного интегрирОвайия.В первом такте интегрирования через переключатели 8,9 генератор 7производит заряд интегратора 10.Первый такт длится стабильное времяТ 1, определяемое формирователем 12и частотой генератора 13. По истечении времени Т 1 переключатели 8 и 9переключаются в противоположное состояние и генератор 7 подключаетсяк другой диагонали моста. С этогомомента начинается разряд интегратора 10, Момент разряда интегратораФиксируется нуль-органом 11, которыйчерез формирователь 12 выключает переключатели 8 и 9, Время разряда ин-тегратора, т,е, длительность второготакта, является выходным параметромпреобразователя, Вид воспроизводимойфункции зависит от того, к каким диагоналям подключены неподвижные контакты переключателей и от соотношения сопротивлений резисторов плеч" моста, Когда подвижные контакты переключателей подключены к противоположно симметричным малым диагоналям моста с вершинами 4,6, длительность второго такта определяется выражениемТ 2 Т 145 ЯЬ 1 Я 12-Р 56 ЖХЬа 34 (,)Р 2(%61+156- 12 (Ц 34+ Ц 45) где К, . - сопротивления резисторов, включенных между вершинами ,)(=1,2,3, 4,5,6)= 1,2,3(4,5,6) Функция вида Т 2:Т 1. (й 11+ й 12)(034+ 145)- а 2 Ч 566 - ( й 6 + й 56 ) (2 З . 4)1 х) воспроизводится преобразователем, когда подвижные контакты переключателей 8 и 9 подключены к большой диагонали моста с диаметрально противоположными вершинами б и 3.Из выражений (1) и (2) видно, что длительность импульсов выходного сигнала Т 2 не зависит от тока источника 7 и, следовательно, его погреш- ность не влияет на результат преобразования. Выходным сигналом преобразователя является время-импульсный сигнал Т 2 или пакеты импульсов длительностью Т 2 и заполненные частотой генератора 13, Начало следующего цикла преобразования начинается по сигналу Формирователя 12.Предложенный преобразователь проще известных и обладает достаточно широкими Функциональк(ми возможностями. Преобразователь может быть реализован как цифровой термометр, когда нужна линеаризация характеристики датчика, например платинового термометра, В этом случае возможно Формирование, например, Функции ви- да гдекоторая практически с достаточнойточностью аппроксимирует реальнуюхарактеристику платинового термометра в конкретном рабочем диапазонетемператур. Эта реализация устройства достигнута при условиий 61= Я 1+Я, К:ъР 2, т=й 56 Р 45, 1=156+%,где Й - сопротивление термометра;Я - добавочный резистор, включенный последовательно с РВозможна реализаци цилрового прибора для измерения ра ности темпе785874 формула изобретения Составитель А.МасловРедактор Л.утехина Техред К,Граб Корректор И М ка Заказ 8846/53 Тираж 751 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5филиал ППП Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 ратур, задаваемых платиновыми термометрами, для которого иэ Формулы (1) полученок 1-астхдкх - - ф - , Ь)С-й фЯ+ )гДе ЯЬ, Я = Я 34 - Датчики темпеРаРЯтур;К С в постоянные вели 1чины.Выражение (4) получено иэ выражения (1) при условиях йя:й +к,Я=а 2 Ь:ЯЯ, К 2:Я 5 Ь Я 2,с=2 Й 61, Я 56=ЙЬ 4+ 012.Для линейных, например, медныхтермометров полученоТ 2= 05 Я - а ) (5)ЯЪ 1 2при условии%12:О, %ай:к +%Я,й 61=Я 5 Ь,Р - сопротивления термо 4метров.С помощью предложенного устройства возможно Функциональное преобразование температур видаа 56 - ВФ 5п 1 Щ 5 Ь+Ь)-ЯМгде к 5 б, 145 - сопротивления термометров, напримерпрямой и обратнойсетевой воды.Эта реализация получена иэ выражения (1) при обратном направлениитока в первом тактеПри этом постоянные коэффициенты равныЬ = 164 -( й 34 М),КЪ Йй 61) Я 42)+1,Время-импульсный функциональнынпреобразователь температуры, содержащий шестиплечевой измерительныймост, выходная диагональ которогоподсоединена к интегратору, последовательно с которым включен нульорган, источник опорного тока иформирователь прямоугольных импульсов, вход синхронизации и информационный вход которого подключенысоответственно к генератору опорнойчастоты и выходу нуль-органа, а выход является выходом преобразователя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, 15 что, с целью расширения области применения и повышения точности работы,он содержит два синхронно коммутируемых переключателя, подвижные контакты которых подключены к источник ку опорного тока, неподвижные контакты подсоединены соответственнок двум парам смежных по отношению квыходной диагонали шестиплечевогоизмерительного моста его вершин, ауправляющие входы синхронно коммутируемых переключателей соединены с-выходами формирователя прямоугольныхимпульсов. ЗО Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 537357, кл.С 06 0 7/26, 1975.2. Авторское свидетельство СССРР 591872, кл.С 06 С 7/26, 1975