Устройство для измерения показателятепловой инерции термодатчиков

Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 040679 (21) 2775213/18-10с присоединением заявки Нов(51)М. Кл З 6 01 К 15/00 Государственный комитет СССР ао делам изобретений и открытийДата опубликования описания 150481(72) Авторы изобретения А.П.Крышев и К.С.Семенистый Физико"механический институт АН Украинско 71) Заявитель(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ТЕПЛОВОЙ ИНЕРЦИИ ТЕРМОДАТЧИКОВ Изобретение относится к теплотехническим измерениям и может быть использовано влабораторных и заводских условиях при измерении показателя тепловой инерции (ПТИ) промышленных термодатчиков термопары, термометры сопротивления и т.п.).Известно устройство для измерения ПТИ термодатчиков, использувМцее метод фиксации на кривой разгона в период регулярного теплового режима контролируемого термодатчика двух значений его выходного сигнала в определенные моменты времени, Искомое значение ПТИ термодатчика определяют 15 по промежутку времени, заключенному между фиксированными моментами Я .Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство 20 для измерения ПТИ термодатчиков, содержащее источник нагрева термодатчика с блоком управления, интегратор с двумя управляемыми ключами, усилитель выходного сигнала термодатчика, соединенный с первыми входами двух схем сравнения и через ключ с входом интегратора, источник опорного напряжения, подключенный ко вторым входам схем сравнения, к вьцсодам ЭО которых подключен первый триггер, и регистратор, соединенный с блоком управления (2 . Определение значения ПТИ термодатчика осуществляется по временному промежутку, заключенному между двумя моментами времени, при которых выходной сигнал термодатчика принимает два заданных .значения Е( и ЕрНедостатком данного устройства является его низкая помехозащищенность как от собственных шумов термодатчика, так и от помех, создаваемых внешними электромагнитными полями, что снижает точность измерения ПТИ.Цель изобретения - повышение помехоустойчивости измерения.Поставленная цель достигается тем, кто в устройство дополнительно введены корректирующее звено, включенное между выходом интегратора и . регистратором, второй триггер и временной демодулятор, включенный между первым триггером и управлякщим входом корректирующего звена, причем два информационных входа второго триггера соединены соответственно с выходом одной из схем сравнения и блоком управления, а выходы с управляющими входами ключей интегратора.На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.Устройство содержит источник нагрева термодатчика с блоком 1 управления, контролируемый термодатчик 2, делитель 3 источника 4 опорного напрякения, усилитель 5, две схемы б и 7 сравнения, два триггера 8 и 9, временной демодулятор 10, интегратор 11 с. двумя управляемыми ключами К и К, корректирующее звено 12 с уп" равляемой постоянной времени и регистратор 13.Устройство работает следующим образом.По сигналу с блока 1 управления 15 контролируемый термодатчик 2 включается на кратковременный предваритель. ный нагрев, на время которого блокируется регистратор 13. После пере-хода к режиму остывания термодатчи ка 2 блок 1 устанавливает триггер 8 в исходное нулевое состояние, при котором его выходное напряжение замыкает ключ К 7 и размыкает ключ К интегратора 11, Выходное напряжение интегратора 11 при этом устанавливается на нулевом уровне (фиг.2 г).При остывании термодатчика 2 его выходное напряжение, усиленное усилителем 5, изменяется по закону фиг.2 а З 0.ЬОЯО еО фгде О и - начальное значение экспоненты;ПТИ термодатчика; 35Опф- напряжение помехи.При помощи схем б и 7 сравнения фиксируются соответственно моменты времени 1и 1 , в которые выходное напряжение О б 1 достигает некоторых 40 опорных уровней О и ОО0), которые задаются источником 4 ойорного напряжения и делителем 3. В момент времени 1срабатывает схема 7 сравнения и своим выходным сигналом переводит триггер 9 в единичное состояние, которое длится до момента времени 12, когда срабатывает схема б сравнения, возвращающаятриггер 9 в нулевое состояние. Промежуток времени И 0, в течение кото рого триггер 9 находится в. единичномсостоянии, определяется зависимостью фиг.261 а В 410 рдЯ 55Промежуток времени И.временным демодулятором 10 преобразуется внапряжение, пропорциональное значению,ПТИ термодатчика, которое управляетвеличиной постоянной времени корректирующего звена 12Описанный тракт определения значения ПТИ термодатчика 2 служит дляподстройки постоянной времени корректирующего звена 12 и поэтому к нему б 5 не предъявляются требования высокой точности и помехоустойчивости.Основной тракт измерения значения ПТИ термодатчиков состоит из триггера 8, интегратора 11 и корректирующего звена 12. В момент времени 1 выходной сигнал схемы б сравнения переводит триггер 8 в единичное состояние фиг.2 в). Выходное напряжение .триггера 8 размыкает ключ К 2 и замыкает ключ К 4 интегратора 11. Выходное 1напряжение усилителя 5 через замкнутый ключ К поступает на вход интегратора 11. В результате, начиная с момента времени , выходное напряжение интегратора изменяется по закону (фиг.2 г)Ч". и,е "о,ц 1 а="илНгде ь н : Й С - постоянная времениинтегратора 11;О и - среднестатистическое напряжение помехи.На практике во многих случаях помеха является стационарным случайным процессом с нулевым средним значением ( О П = 0) . Таким образом, установившееся значение выходного напряжения интегратора, равноечс и О 24О =-7нпропорционально измеряемому значениюВыходное напряжение интегратора11 изменяется по нарастающей экспоненте с постоянной времени ь . С целью быстрого получения установившегося значения О, выходное напряжение интегратора 11 поступает на корректирующее звено 12, постоянная времени которогов первомприближении равна измеряемому знаФчению ь ПТИ, На выходе корректирующего звена 12 напряжение изменяется по законугде с коэффициент коррекциикорректирующего звена12 фиг.2 д 1Поскольку о а 1, а% , выходное напряжение корректирующего звена 12 достигает установившегося значения, пропорционального измеряемому значениютермодатчика 2, значительно быстрее, чем выходное напряжение интегратора 11. Поэтому в отношении быстродействия предлагаемое устройство не уступает известному. В то же время за счет наличия в измерительном тракте интегратора 11 шумы и наводки, содержащиеся в выходном сигнале термодатчика 2, сглажи821963 Формула изобретения бг Составитель В. ГолубевРедактор Л.Копецкая Техред А.Савка КорректсТираж 907 дарственног изобретени ква, Е,Подписноа СССР а Госу Мос комитети открытийушская наб., д 5 иал ППП "Патентф, Г.ужгород, ул.Проектная ваются интегратором 11 и поэтому нарезультат измерения оказывают малоевлияние,Устройство для измерения показателя тепловой инерции термодатчиков, содержащее источник нагрева термодатчика с блоком управления, интегратор с двумя управляемыми ключами, усилитель выходного сигнала термодатчика, соединенный с первыми входами двух схем сравнения и через ключ с входом интегратора, источник опорного напряжения, подключенный ко вторым входам схем сравнения, к выходам которых подключен первый триггер, и регистратор, воединенный с блоком управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости измерения, в него дополнительно введены корректирующеезвено, включенное между выходом интегратора и регистратором, второйтриггер и временной демодулятор,включенный между первым триггером иуправляющим входом корректирующегозвена, причем два информационныхвхода второго триггера соединеныс выходом одной из схем сравненияи блоком управления, а выходы с управляющими входами ключей интегратора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 5 1, Авторское свидетельство СССР Р 525862, кл. С 01 К 15/00, 1975,2. Авторское свидетельство СССР Р 624123, кл. С 01 К 15/00, 11.04.77