Устройство для измерения температуры

, 001 К ГОСУДА ПО ДЕЛ 3. 1 Д цьлио щ ЕТЕПЬСТВУ 4-10 оиство 1 сопцифро ЦАП) 5 25И. Ф, Куха 6. Б гиноваратов088.8) тельство СССР7/16, 1980.льстно СССРК 7/16 т 1983 ое свид С 01 свидет л. С О 1пе -устры пы -разователеибретения ВЕННОЙ КОМИТЕТ СССР ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ 1 ТИ К АВТОРСКОМУ С(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАТУРЫ(57) Изобретение от ратурным измерениям ройствам для иэмере с помощью термопрео ротивления, Цель из шение точности измерения. Устрсодержит термопреобраэовательротивления, схему 4 сравнения,аналоговые преобразователи (и 6. Вновь введены образцовые резисторы 2 и 3, ЦАП 7, суммирующий усилитель 8 с резистором в цепи отрицательной обратнои связи, управляемыйисточник 9 тока, источник 10 опорного напряжения, ключи 11-17 и блок 8управления, Введение новых элементови образование новых связей между элементами устройства позволяет исключить аддитивную составляющую погрешности, обусловленную дрейфом эквивалентного напряжения смещения схемысравнения и цифроаналоговых преобразователей, 1 ил.Изобретение относится к температурным измерениям, а именно к устройствам для измерения температуры спомощью термопреобразователей сопротивления, 8Цель изобретения - повышение точности измерения путем исключения аддитивной составляющей погрешности,обусловленной дрейфом эквивалентногонапряжения смещения схемы сравнения 10и цифроаналоговых преобразователей.На чертеже представлена схемаустройства для измерения температуры.Устройство содержит термопреобразователь 1 сопротивления, первый 2 15и второй 3 образцовые резисторы, схему 4 сравнения, первый цифроаналоговый преобразователь (ЦЛП) 5, второйЦЛП 6, третий ЦЛП 7, суммирующий усилитель 8 с резистором в цепи отрица Отельной обратной связи, управляемыйисточник 9 тска, источник 10 опорного папрякения, ключи 11 - 17, блок 18управления. В качестве блока управления может быть использован генера-. 25тор импульсов со счетчиком и формирователями импульсов, формирующимиимпульсы управления определенной длительности, Управляемый источник 9тока, ,схема 4 сравнения, 1 тАП 5-7, Зоключи 11 -17 могут быть выполнены настандартных микросхемах по обычнымсхемам,Устройство работает следующим образом.Весь цикл измерения осуществляется за четыре такта. В первом такте по сигналамс выходов 19-22 блока 18 управления. поступающим на установочные входы, ЦАП 5 и ЦАП 7 устанавливаются в исходное нулевое состояние,а ключи 13 и 16 замыкаются. Затем науправляющий вход ЦЛП 7 с вьиода 23блока 18 управления поступает сигналпоочередного включения разрядов 1 УЛ 7В момент равенства напряжений навходах схемы сравнения на ее выходеформируется сигнал. поступающий навход 24 блока управления, по которому блок управления останавливает работу ПЛП 7,При этом имеющийся сигнал в цепиизмерения уравновешивается на входесхемы сравнения с помощью третьегоЦАП 7т +туе =1,д, (1) где го - сопротивление потенциальнойцепи образцового резистора 2, соединенной с общейшиной устройства;13 ро - сигнал помехи, дрейфа О из,мерительной цепи;Б, - напряжение уравновешиванияна выходе ЦЛП 7.Конструктивным расположением образцового резистора 3 внутри прибора.обеспечивают выполнениеравенствато = О, тогда равенство (1) преобразуется в равенство (2)Пуо =Порп у (2)Полученное таким образом напряжение на вьходе ЦАП 7 сохраняется навремя второго;"акта, в котором ключ16 разомкнут, а ключ 17 замкнут посигналу с выхода 25 блока 18 управленияВо втором такте осуществляетсяподавление начального участка. шкалы,Для этого по сигналу, поступающему свыхода 26 блока управлсния. ключ 12замыкается, по сигналу, поступающемус выхода 27 на управляющий входПЛП 5, включаются все его разрялы, ана управляющие входы ЦАП 6 с выходов 28 и 29 блока управления поступают сигналы управления и обратнойсвязи. При этом осуществляется уравновешивание схемы 4 сравнения с помощью ПЙ 1 6, который регулирует токв цепи образцового резистора 3 дополучения равенстваЪ,+-Р +"-я=Пи дя 7+Ъ е а;с,Б,+"с (3)Рогде Пэо - сигнал помехи;Ц ,- напряжение на выходе ЦАП 5при всехвключенных разряи,апьмес2 р11 - максимальное кодовое число при всех включенныхразрядах первого ЦЛП, соответствующее максимумушкалы измерения;В - сопротивление резисторнойматрицы РР первого ЦЛП1 - ток питания датчика;Ц, - напряжение опорного источника;В, - сопротивление обратнойсвязи суммирующего усилителя;Б, - сопротивление первого образцового резистора;0,В - изменение сопротивлениятермопреобразователя в диапазоне измерения;В - начальное сопротивлениентермопреобразователя в диа-пазоне измерения.Величина сопротивления образцового резистора 3 из условия получения равенства 1 Рн=1 в 1 ос (4)Н Б 10При этом условии, а также с учетом выражения (2) выражение (3) принимает вид:1 В третьем такте ключи 13 и 17разомкнуты, а ключи 11 и 14 замкнутыпо сигналам с выходов 30 и 31 блока 18управления. На входы ЦАП 7 поступаютсигналы управления и обратной связи 20с выходов 20 и 23 блока управления,а на вход ЦАП 5 сигнал обнуления свыхода 19. Имеющийся при этом сигналв цепи термопреобразователя уравновешивается на входе схемы 4 сравнения 25с помощью третьего ЦАП 7 до получения равенства1 +11 ро =11 и,впч (б)где - сопротивление потенциальнойцепи датчика, соединенной собщей шиной устройства.Полученное таким образом напряжение на выходе ЦАП 7 сохраняется навремя четвертого такта, когда термопреобразователь сопротивления нахо 35дится под током. В этом такте ключ 11разомкнут, ключи 12 и 15 замкнутыуправляющими сигналами с выходов 26и 32 блока управления, на управляющиевходы ЦАП 5 поступают сигналы управ-ления и обратной связи с выходов 19и 27.Уравновешивание схемы сравненияв этом случае осуществляется с помощью ЦАП 5 до получения равенства 451 +119 РО +1 А 1 х 1 Их И 1 йп 7(7)где АВ - измеряемая величина;И - код измеряемой величины. 50Первые и третьи члены левой иправой части уравнения согласно (4)и (б) взаимоисключаются, а уравнение (7) преобразуется в уравнение1 551 АХ-БЦ, у-,(8)которое при сопоставлении с уравнением (5) определяет пропорциональную зависимость измеряемой температуры 1 от кодового значения ЦАП 5 в видеИ - 1 -оИ.Богде К - коэффициент пропорциональности.При этом код цифрового регистраЦАП 5 пропорционален величине дВ и соответственно измеряемой температуре.Формула изобретенияУстройство для измерения температуры, содержащее термопреобразователь сопротивления, первый цифроаналоговый преобразователь, первый уп,равляющий вход которого соединен с первым выходом блока управления, управляемый источник тока, управляющий вход которого соединен с выходом второго цифроаналогового преобразователя, первый выход подключен к общей шине устройства, соединенной со схемой сравнения, а второй выход через первый ключ, управляющий вход которого соединен с вторым выходом блока управления, подключен к первому токовому выводу термопреобразователя сопротивления, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повыше-. ния точности измерения, в него введены источник опорного напряжения, шесть ключей, два образцовых резисто" ра, третий цифроаналоговый преобразователь и суммирующий усилитель, неинвентирующий вход которого подключен к общей шине устройства, инвентирующий вход соединен с выходами первого и второго цифроаналоговых преобразователей и через второй ключ и первый образцовый резистор подключен к выходу источника опорного напряжения, соединенному с опорными входами цифроаналоговых преобразователей, а выход суммирующего усилителя подключен к первому входу схемы сравнения, выход которой соединен с входом блока управления, а второй вход соответственно через третий и четвертый ключи подключен к первым потенциальным выводам термопреобразователя сопротивления и второго образцового резистора, вторые потенциальные выводы которых соединены с общей шиной устройства, а токовые выводы соответственно через пятый, шестой и седьмой ключи подключены к втоЗаказ 3690/37 Тираж 778 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская цаб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 ц.;ьу ььььходу управляемого источника токц, црьт ятом дополцительцые выходыблока управления подключены соответсттреть:еьи четвертого Гьятого иьььестсьго ключей и уььравляющим входам цифроаналоговых преобразователей