Устройство для измерения температуры

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4399 09) 1(51) С 01 К 7 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВИДЕТЕЛ ВТОРСКОМ). ГОСУДАРСТВЕННЫЙ, КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее в каждомизмерительном канале термопреобразователь, подключенный к входу трехканального коммутатора на транзисторах, управляющие входы которогосоответственно соединены с выходами двух схем И и источником управляющего сигнала, соединенного спервыми входами схем И, вторыевходы которых соединены соответственно с выходом и входом инвертора,схему управления, подключенную квходам инверторов, источник питания, первый вывод которого соединен с общей шиной устройства, источниками управляющего сигнала иблоком измерения, вход которогоподключен к вторым выходам коммутаторов, первые и третьи выходы которых соедийены между собой, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точностиизмерения температуры, в него введены допопнительный коммутатор, компенсационный термопреобразователь сопротивления, три дополнительных схемы И, два дополнительных инвертора, транзистор и схема ИЛИ, входы которой соединены соответственно с выходами источников управляющего сигнала, а выход соединен с первым входом первой дополнительной схемы И, выход которой через первый дополнительный инвертор подключен к затвору транзисто ра, включенного между первыми выходами коммутаторов, соединенными с по" тенциальным выводом компенсационного термопреобразователя сопротивления, подключенного к входу дополнительного коммутатора, и вторым выводом источника питания, соединенным с первым и третьим выходами дополнительного коммутатора, второй выход которого подключен к входу измерительного блока, при этом выход схемы управления через второй дополнительный инвертор и непосредственно подключенк первым входам второй и третьей дополнительных схем И, вторые входы которых соединены с выходом первой дополнительной схемы И, а выходы подключены соответственно к первому и второму, соединенному с третьим, управляющим входам дополнительного коммутатора.114399 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах для многоточечного измерения температуры с помощьютермоэлектрических преобразователейи термопреобразователей сопротивления.Известно устройство для измерениятемпературы, содержащее термопреобразователи сопротивления и термоэлектрические преобразователи, подключенные через коммутатор на транзисторах к измерительной цепи 1 ,Это устройство не обладает требуемой точностью измерения из-запогрешности, вносимой токами проводимости транзисторов.Известно устройство для многоточечного измерения температуры содержащее термопреобразователи сопротивления и термоэлектрические преобразователи, подключенные через токовыеключи коммутатора к источнику токаи через потенциальные ключи коммутатора к одному из входов суммирующего усилителя, к другому входу которого подключено эталонное сопротивление, и блок переключения каналов,подключенный к управляющим входамключей коммутатора, а также восемьключей 2.Это устройство не может обеспечить высокой точности измерения, таккак в нем термопреобразователи сопротивления включены по трехпроводной схеме, а у термоэлектрическихпреобразователей отсутствует схемакомпенсации термо-ЭДС свободных концов.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности является уст 40ройство для измерения температуры,содержащее в каждом измерительномканале термопреобраэователь, подключенный к входу трехканального коммутатора на транзисторах, управляющие45входы которого соответственно соединены с выходами двух схем И иисточника управляющего сигнала, сое-.,диненного с первыми входами схем И,.вторые входы которых соединены соответственно с выходом и входом инвертора, схему управления, подключеннуюк входам инверторов, источник пита, ния, первый вывод которого соединенс общей шиной устройства, источниками управляющего сигнала и блоком измерения, вход которого подключен квторым выходам коммутаторов, первые 5 1и третьи выходы которых соединены между собой ГЗ 3.Однако известное устройство не обеспечивает высокой точности измерения при работе с термоэлектрическими преобразователями.Целью изобретения является повышение точности измерения температуры,Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения температуры, содержащее в каждом измерительном канапе термопреобразователь, подключенный к входу трехканального коммутатора на транзисторах, управляющие входы которого соответственно соединены с выходами двух схем И и источника управляющего сигнала, соединенного с первыми входами схем И, вторые входы которых соединены соответственно с выходом и входом инвертора, схему управления, подключенную к входам инверторов, источник питания, первый вывод которого соединен с общей шиной устройства, источниками управляющего сигнала и блоком измерения, вход которого подключен к вторым выходам коммутаторов, первые и третьи выходы которых соединены между собой, введены дополнительный коммутатор, компенсационный термопреобразователь сопротивления, три дополнительных схемы И, два дополнительных инвертора, транзистор и схема ИЛИ, входы которой соединены соответственно с выходами источников управляющего сигнала, а выход соединен с первым входом первой дополнительной схемы И, выход которой через первый дополнительный инвертор подключен к затвору транзистора, включенного между первыми выходами коммутаторов, соединенными с .потенциальным выводом компенсационного термопреобразователя сопротивления, подключенного к входу дополнительного коммутатора,.и вторым выводом источника питания, соединенным с первым и третьим выходами дополнительного коммутатора, второй выход которого подключен к входу измерительного блока, при этом выход схемы управления через второй дополнительный инвертор и непосредственно подключен к пер - вым входам второй и третьей дополнительных схем И, вторые входы которых соединены с выходом первой дополнительной схемы И, а выходы подключены соответственно к первому и второму,3 1143соединенному с третьим, управляющимвходам дополнительного коммутатора.На чертеже приведена схема устройства,Устройство содержит блок 1 изме 5рения, источник 2 питания, схему 3управления, первую дополнительнуюсхему И 4, схему ИЛИ 5, транзисторб, первый дополнительный инвертор 7,и измерительных каналов, каждый 1 риэ которых включает в себя трехканальный коммутатор 8 на транзисторах9-11, две схемы И 12 и 13, инвертор14, источник 15 управляющего сигнала и термопреобразователь 16 сопротивления или термоэлектрическийпреобразователь 17, подключенные квходу коммутатора, дополнительныйкоммутатор 18 на транзисторах 19-21,компенсационный термопреобразователь22 сопротивления, подключенный квходу дополнительного коммутатора18, второй дополнительный инвертор23, две дополнительные схемы И 24и 25,25Устройство работает следующим образом.Схема 3 управления выполненная,например, на основе генератора импульсов, вырабатывает тактовые импульсы, обеспечивающие двухтактныйалгоритм работы устройства, а источник 15 управляющего сигнала вырабатывает сигнал включения одного канала. Схемы И 12 и 13 и инверторобеспечивают формирование соответствующих сигналов на управляющихвходах коммутаторов,Алгоритм работы устройства зависит от сигнала на втором входесхемы И 4. Если в устройстве исполь 40зуются термоэлектрические преобразователи, то на второй вход схемыИ 4 должен подаваться сигнал, соот-.ветствующий логической "1", при этомтранзистор 6 отключает источник 245питания от коммутаторов 8, а при ис- .пользовании термопреобразователейсопротивления - сигнал логическогоИ 150При работе с термопреобраэователями сопротивления в первом такте транзисторы 6, 10 и 11 открыты, а транзистор 9 закрьгг. Ток от источника 2 тока протекает по цепи: второй 55 вывод источника 2 тока, транзистор б, транзистор 11, выводы термопреобраэователя 16 сопротивления, общая 995 4шина 25 устройства, первый вывод источника 2 тока.,При этом на вход блока1 измерения поступает напряжениеЦ,=1 Кд, где 1 - измерительный ток,Кд - сопротивление линии связи.Во втором такте транзисторы 6, 8и 10 открьггы, а транзистор 11 закрыт.Ток от источника 2 тока протекаетчерез термопреобразователь 16 сопротивления, а на вход блока измеренияпоступает напряжение П =1(К+К(г)где К(С) - сопротивление термопреобразователя 16, однозначно связанноес измеряемой температурой й, Блокизмерения формирует сигнал, пропорциональный разности сигналов (П-П)т.е, пропорциональный измеряемой температуре,Термоэлектрические преобразователи подключаются к цепи измерениячерез транзисторы 8 и 10 последовательно с компенсационным термопреобразователем 22 сопротивления, асигналы, снимаемые с них, складываются, что обеспечивает компенсациютемпературы свободных спаев термоэлектрических преобразователей.В первом такте транзисторы 8 и 19закрыты, а транзисторы 10, 20 и 21открыты. Ток от источника 2 тока.протекает по цепи: второй выводисточника 2 тока, транзистор 21, выводы термопреобразователя 22, общаяшина устройства, первый вывод источника питания. При этом на вход блока измерения поступает напряжениеП 3 Т К АВо втором такте транзисторы 9,10 и 19 открыты, а транзисторы 19 и 21 закрыты. Ток протекаеТ по цепи: второй вывод источника 2 тока, транзистор 19, термопреобраэователь 22, общая шина устройства 25, первый вывод источника 2 тока, а на вход блока измерения поступает напряжение П =Е+1 К ( й) +К 1где Е - термо-ЭДС термоэлектрического преобразователя, пропорциональная разности температур рабочего и свободного концов термоэлектрического преобразователя.Блок 2 измерения формирует сигнал "Ф Пз Е+Т Кк(ОКомпенсационный термопреобраэователь 22 сопротивления и его ток питания выбираются таким образом, чтобы падение напряжения на нем в заданном диапазоне температур полностью соответствовало изменению1143995 30 ЩЩИЩ Заказ 895/ ираж 897 Подписи Ватеатф, г,Уагоро Провктым, 4 термо-ЭДС свободных спаев термоэлектрического преобразователя, благодаря чему и осуществляется компенсация температуры свободных спаев.Если необходимость компенсации температуры свободных спаев отсутствует, вместо компенсационного термопреобразователя на входе дополнительного коммутатора устанавливается короткозамыкающая перемычка.Таким образом, введение в устройство дополнительного коммутатора с дополнительными инверторами и схемами И, транзистора и компенсационного термопреобразователя позволило применить в устройстве термоэлектрические преобразователи с компенсацией температуры свободных спаев, в связи с чем повыщена точность измерения температуры и предел измеряемой температуры.Кроме того, возможность совмещенного измерения с применением как термопреобразователей сопротивления, так и термоэлектрических преобразователей без усложнения основного коммутатора обеспечиваетвысокую надежность и упрощает эксплуатацию устройства, а также в условиях массовых измерений существенно сокращает номенклатуру, а следовательно и вес измерительной аппаратуры в целом.