Цифровой измеритель температуры

(19) (11) 1)601 К 70 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ЛЬСТВУ К АВТОРСКОМУ иер тво СССР1982,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Львовский ордена Ленина полтехнический институт им.Ленинского комсомола(563.Серьезнов А, Н., Цапенко М, ПМетоды уменьшения влияния помехв термометрических цепях . М , "Эгия", 1960.2, Авторское свидетельс9 970133, кл,С 01 К 7/02,(54)(57) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащий термоэлектричес-. кий преобразователь, преобразователь напряжения в интервал времени, входы которого соединены с выходом источника напряжения смещения и высокоомным термоэлектродом термоэлектрического преобразователя, выход подключен к одному иэ входов. блока управления, а управляющий вход соединен с выходом генератораопорной частоты и первыми входами двух селекторов, при этом выход первого селектора через схему линеаризации подключен к цифровому отсчетному устройству, а выходы второго селектора соединены ссуммирующим и вычитающим входамиреверсивного счетчика, выход которого подключен к блоку управления,соединенному с управляющими входамиселекторов, схемы линеаризациии блока индикации полярности, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью снижения погрешности измеренияпутем уменьшения влияния помех нарезультат измерения, в него введеныдва образцовых резистора, выполненных из материала низкоомного термоэлектрода термоэлектрического преобразователя, переключатель и идентичный дополнительный термоэлектрический преобразователь, высокоомный Жтермоэлектрод которого непосредствен-но, а низкоомный термоэлектрод через Цпервый эталонный резистор подключен рк входам переключателя, управляющийвход которого подключен к блокууправления, а выходы соединены свходами преобразователя напряженияв интервал времени и источниканапряжения смещения, соединенногочерез второй эталонный резисторс низкоомным термоэлектродом термоэлектрического преобразователя,при этом рабочие спаи термоэлектрических преобразователей соединенымежду собой, 1062534Изобретение относится к электротермометрии и может быть использовано при построении помехозащишенных цифровых измерителей температуры, работающих в комплекте с термоэлектрическими преобразователями,Известно устройство для измерения температуры, содержащее трехэлектродную термопару, два одноименных термоэлектрода которой подключены к первичной обмотке трансформатора, а вторичная обмотка соединена последовательно с термопарой и входом вторичного прибора 11,Недостатком этого устройства является низкая помехоустойчивость 15при действии несимметричных и импульсных помех,Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяцифровой измеритель температуры, 70содержащий термоэлектрический преобразователь, преобразователь напряжения в интервал времени, входы которого соединены с выходом источника напряжения смещения и высокоомным термоэлектродом термоэлектрического преобразователя, выходподключен к одному из входов блокауправления, а управляющий вход соединен с выходом генератора опорнойчастоты и первыми входами двух се, лекторов, при этом выход первогоселектора через схему линеаризации подключен к цифровому отсчетНОму устройству, а ВыхОды ВтОрОгоселектора соединены с суммирующими вычитающим входами реверсивногосчетчика, выход которого подключен к блоку управления, соединенномус управляющими входами селекторов,схемы линеаризации и блока индикации полярности 2,Однако это устройство не защищено от влияния на результат измерения несимметричных электромагнитных помех, что ведет к повышениюпогрешности измерения,Целью изобретения является снижение погрешности измерения путемуменьшения влияния помех на результат иэмеренияьПоставленная цель достигаетсятем, что в цифровой измеритель температуры, содержащий термоэлектрический преобразователь, преобразователь напряжения в интервал времени, входы которого соединены свыходом источника напряжения смещения и высокоомным термоэлектродомтермоэлектрического преобразователя, выход подключен к одному из 60входов блока управления, а управляющий вход .соединен с выходом генератора опорной частоты и первымивходами двух селекторов, при этомвыход первогЬ селектора через схе му линеаризации подключен к цифровому отсчетному устройству, а выходы второго селектора соединены,с суммирующим и вычитающим входами .реверсивного счетчика, выход которого подключен к блоку управления,соединенному с управляющими входами селекторов, схемы линеаризициии блока индикации и полярности,введены два образцовых резистора,выполненных из материала низкоомного термоэлектрода термоэлектри"ческого преобразователя, переключатель и идентичный дополнительныйтермоэлектрический преобразователь,высокоомный термоэлектрод которогонепосредственно, а низкоомный термоэлектрод через первый эталонныйрезистор подключены к входам переключателя, управляющий вход которогоподключен к блоку управления, а выходы соединены с входами преобразователя напряжения в интервалвремени и источника напряжения смещения, соединенного через второйэталонный резистор с низкоомнымтермоэлектродом термоэлектрического преобразователя, при этом рабочиеспаи термоэлектрических преобразователей соединены между собой,На чертеже представлена блоксхема цифрового измерителя температуры,Цифровой измеритель температуры содержит термоэлектрическийпреобразователь 1, дополнительныйтермоэлектрический преобразователь2, идентичный преобразователю 1,переключатель 3, источник 4 напряжения смещения, преобразователь 5напряжения в интервал времени,блок б управления, генератор 7 опорной частоты, первый и второй селекторы 8 и 9, реверсивный счетчик 10, схему 11 линеаризации,цифровое отсчетное устройство 12,блок 13 индикации полярности, образцовые резисторы 14 и 15 выполненные из материала низкоомных термоэлектродов термоэлектрическихпреобразователей,Сопротивления резисторов 14 и 15выбраны таким образом, что суммарное сопротивление резистора и низкоомного термоэлектрода термоэлектрического преобразователя равно,сопротивлению высокоомного термоэлектрода,Устройство работает в два цикласледующим образом,В исходном состоянии реверсивный счетчик 10 установлен в нулевое состояние, В первом такте первого цикла измерения по команде с блока б управления переключатель 3 устанавливается в положение 1 (нижнее на чертеже) и производитсяизмерение напряжения смещения оми напряжения эквивалентной помехи 0,Так как электроды термоэлектрических преобразователей соединеныпоследовательно встречно, то выходное наПряжение термоэлектрическихпреобразователей в первом циклеравно нуло, На протяжении времени,пропорционального 0 =Бом вовтором такте, выход генератора 7.опорной частоты подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика 10, в результате чего в последнем записывается М, ймпульсов:Н =Т 1 о Ка Шп +0 см+0)где Т - времеййой интервал;- частота следования импульсов генератора опорной частоты;Мо " коэффициент аналого-цифрового преобразования;60 - аддитивная составляющаяпогрешности, приведеннаяк входу,В первом такте второго цикла измерения по команде с блока б управления переключатель 3 переводитсяв положение 11 (верхнее на чертеже)и производится измерение суммы напряжений,П 2) СМ (2)где Оф- вйходное напряжение термоэлектрических преобразователей;Оо 1 - напряжение эквивалентнойпомехи во втором цикле,Напряжение О преобразуется вовременной интервал, Одновременно сначалом второго такта второго цикла измерения на вычитающий входреверсивного счетчика 10 с генератора 7 опорной частоты начинают поступать счетные импульсы. Блок буправления фиксирует момент времениперехода реверсивного счетчика 10через ноль и момент времени окончания формирования временного интервала преобразования. напряженияв интервал времени, В промежуткемежду этими событиями по команде с блока 6 управления выход генератора 7 опорной частоты подключается к входу схемы 11 линеаризации,В течение второго такта второго цикла измерения на вход реверсивного счетчика 10 импульсов пройдет Н импульсов:М =Т Йо =Ка (О (Т) +3 О 2 +5 см+Ю) (3) Так как реверсивный счетчик переходит через нулевое состояние послепоступления на его вычитающий входМ, импульсов, то промежуток временимежду сигналом начала преобразованияи переходом реверсивного счетчика 10 через нуль равен Т а промежуток времени, в течение которогона вход схемы 11 линеаризации поступают импульсы с выхода генератора 7опорной частоты, равен Т):Т -Т,20 За это время через схему 11 линеаризации на цифровое отсчетное устройство 12 поступает М импульсов:М -- Т=1 Я-М =Кс, (Т)+Ц, - .Ц,) (4)Из выражения (4) видно, что если25 осуществить такой режим подключениявходных цепей, чтобы Оо. = Оорезультат измерения напряжения навыходе термоэдектрических преобра/зователей лишен влияния помех как30 искаженных, так и неискаженных,Как показывают простые расчеты,при данной схеме включения термо,электрических преобразователей иуказанных значениях сопротивлений35 резисторов 14 и 15 напряжения .помех Оп, и п равны между собой какпри симметричной, так и несимметрич.ной входной цепи преобразователянапряжения в интервал времени,4 О поэтому конечный результат изменения не зависит от интенсивных поме,х,Наличие в цифровом измерителедополнительного термоэлектрического преобразователя, переключателяи образцовых резисторов позволяетуменьшить влияние помех на результат измерения и тем самым повыситьточность измерения,