Устройство для дистанционного измерения температуры

(5 СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ НИ ПИСАНИЕ ИЗОБ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕ (57) Изобретени метрии и позвол ство и расширит мой температуры ДЛЯ ДИСТАНЦИОННО ТУРЫ относится к тер 4 пу генериру полярнос ка 1 ток преобраз горазведочных скважин ертнов, А.И.Ишемгужин .Н.федоров и А.А.Моли импвателюять превыходе осуществ жения на после на 3, Преде ределяет осселя сердечника д емой темпера ыще уры о турой изме доп тимои темперотки дросселма и диаграммния 9. 3 ил. 3. щрабосердечника и обм ,Представлена схе . ты блока управле Фаваз(71) Уфимскийи Всесоюзныйский институтдований геоло(56) АвторскоУ 85741, кл.Авторское9 640143, кл. Бюл. У 42нефтяной институт аучно-исследователь- геофизических иссле.8)видетельство СССР1 К 7/16, 1981.идетельство СССР01 К 7/24, 1978. т упростить устрои диапазон измеряеБлок 9 управления ьсы, переключающие на выходе источниульсы, разрешающие 6 напряжения в код образование напрялинии связи до иИзобретение относится к термометрии и предназначено для дистанционного измерения и контроля температуры с использованием двухпроводной линии связи.Цель изобретения - упрощение устройства для дистанционного измерения температуры, а также расширение диапазона измеряемой температуры.На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; наФ фиг.2 и 3 - блок управления и диа-граммы его работы.Устройство для дистанционного измерения температуры, содержит источник 1 тока, измеряемый резистор 2, дроссель 3 на сердечнике из материала с прямоугольной петлей гистереэиса, подключенный параллельно терморезистору, линию связи с сопротивлениями 4 и 5 проводов, подключенную к выходу источника тока и терморезистору, преобразователь 6 напряжения в код, соединенный с выходом источника тока, блок 7 вычитания, блок 8 индикации и блок 9 управления, подключенный к источнику тока, преобразователю напряжения в код и блоку вычитания.Устройство для дистанционного измерения температуры работает следующим образом.По команде блока управления включается источник 1 тока, На его выходе появляется стабильный ток, который через сопротивления 4 и 5 проводов линии связи осуществляет перемагничивание сердечника дросселя 3. Индуктивность намагничивания дросселя 3, выполненного на сердечнике из материала с прямоугольной петлей гистерезиса выбирается такой, чтобы током намагничивания дросселя 3 по сравнению с током источника 1 до момента его насыщения можно было пренебречь. В этом случае напряжение на входе преобразователя напряжения в .код до момента насыщения сердечника дросселя 3Б= д+К ) +Ы, +П где д - ток от источника 1; Й, К - сопротивления 4 и 5 проводовлинии связи;Е - сопротивление терморезистора 2; 1, - начальное значение напряженияна входе преобразователя напряжения в код.Это напряжение по команде блока 9 5 управления преобразуется в код и поступает в блок 7 вычитания.После насыщения сердечника дросселя 3 проницаемость магнитного материала сердечника падает, вследствие чего индуктивность дросселя 3также падает, В результате ток отисточника 1 идет через обмотку дросселя 3, минуя .ерморезистор 2,Если сопротивление обмотки дросселя значительно меньше сопротивления терморезистора, то напряжениена входе преобразователя напряженияв код 6 послефнасьшения сердечникадросселя20П, =д,+К)+П,Напряжение Б по команде блока 9управления преобразуется в коц и поступает в блок 7 вычитания. После 25того, как напряжение П поступаетв блок вычитания 7, блок 9 управления подает команду на управляющийвход источника тока 1 и блока 7 вычитания. В результате источник 1 тока меняет полярность тока на выходе,а блок 7 вычитания осуществляет операцию вычитания напряжения П изнапряжения О,:Б, Б д(й+К,)+Ы У, д(К +К) Б Пт д 1 р.Изменение полярности на выходе источника 1 тока обеспечивает перемагничивание сердечника дросселя 3 и подготовку устройства к следующему циклу измерения. Результат вычитания Б, -Пд с выхода блока 7 вычитания поступает вблок 8 индикации, который осуществляет отображение результата измерения в единицах температуры,В соответствии с приведенным описаниемработы устройства блок 9 управления генерирует импульсы, переключающие полярность тока на выходеисточника 1, и импульсы, разрешающиепреобразователю напряжения в код 6осуществлять преобразование напряжения на входе линии связи до и посленасыщения сердечника дросселя 3,Возможны различные варианты вы -полнения блока 9 управления.Блок 9 управления может содержать генератор 10 прямоугольных импульсов, формирователь 11 пилообразного напряжения, компараторы 12 и13, на входы которых поступают сигналы с формирователя 11 пилообразного напряжения и с делителя напряжения на резисторах 14 и 15, а также двухвходовые схемы ИЛИ 16 и И 17.С выхода генератора 11 импульсов 10сигнал подается на управляющие входыисточника 1 тока и блока 7 вычитания. При наличии н 1 н источника токавырабатывает импульс тока одной по 1 11лярности, при наличии 0 - другои 15н нполярности. При наличии 0 блок вычитания осуществляет операцию вычитания. Работа рассматриваемого варианта блока управления поясняетсявременными диаграммами, приведенными на фиг.З. Под воздействием напряжения пилообразной формы О и постоянного напряжения П компаратор 12вырабатывает импульс 12 положительной полярности 11, в конце положитель ного импульса на выходе. генератора10, а компаратор 13 под воздействием пилообразного напряжения и напряжения, определяемого коэффициентом передачи делителя на сопротивлениях 14 и 15 - в начале 0 , Эти импульсы объединяются схемой ИЛИ 16 ичерез схему И 17 поступают на управляющий вход преобразователя напряжения в код (11, , фиг.З).35На второй вход схемы И 17 поступает сигнал с генератора 10 импульсов, запрещающий прохождение импульн нсов с компаратора 13 в момент 0 навыходе генератора импульсов 1 О.40Длительности импульсов Т/2,(фиг.З) выбираются таким образом,чтобы на время Т/2 сердечник дросселя 3 успел перемагнититься, а завремя С и Г преобразователь 6 успел осуществить преобразование в коднапряжения на входе линии связи дои после насыщения сердечника дрос,селя 3.Допустим, сопротивление обмотки дросселя и ток намагничивания равны нулю. Влияние этих факторов приводит к дополнительной погрешности. При изменении измеряемой температуры изменяются сопротивление обмотки и ток намагничивания, Изменение сопротивления обмотки однозначно определяется температурным коэффициентом и поэтому носит систематический характер. Температурная стабильность свойств материала сердечника дросселя 3 становится очень высокой при обработке сердечника в виде нескольких циклов нагрев - охлаждение, Из-за этого изменения сопротивления обмотки и тока намагничивания могут быть учтены путем индивидуальной градуировки предлагаемого устройства, что позволяет исключить указанные виды погрешности.Предел измеряемой температурыпредлагаемым устройством определяется допустимой температурой сердечника и обмотки дросселя 3, Для железо- никелевых сплавов допустимая температура определяется точкой Кюри, которая составляет 330-900 С. Допустимое значение температуры обмотки дросселя достигает 600 С для серийно-выпускаемых проводов.Формула изобретенияУстройство для дистанционного измерения температуры, содержащее терморезистор, соединенный двухпроводной линией связи с источником тока и преобразователем напряжения в код, блок индикаций, блок формирования управляющих импульсов, выход которого подключен к управляющим входам источ-. ника тока и преобразователя напряжения в код, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения и расширения диапазона измерений температуры, в него введены дроссель, подключенный параллельно терморезистору, и блок вычитания, вход которого соединен с выходом преобразователя напряжения в код, выход подключен к блоку индикации, а управляющий вход соединен с выходом блока управления.4 зводственно-полиграфическое предприятие, г од, ул.Проектная аз 6232/42 ВНИИПИ Го по дел 113035, МТираж 778 Пдарственного комитета СССР изобретений и открытийква, Ж, Раушская наб., д