Устройство для измерения температуры

(57) Изобретение отпературным измеренисодержит блок 1 изм ЗМЕРЕНИЯ осится к темм. Устройстворений, источни ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(56) Авторское свиУ 1143995, кл. С 0 2 питания, схему 3 управления, схемы И 4, 12, 13, 24, 25 и 26, схемуИЛИ 5, транзистор 6, инверторы 7,14 и 23, источник 15 управляющегосигнала, термопреобразователи 16 и22 сопротивления, термоэлектрическийпреобразователь 17 и коммутатор 18на транзисторах 19-21. Введение новых элементов и образование новыхсвязей между элементами устройствапозволяет повысить помехозащищенностустройства при заземлении термоэлектрического преобразователя 17 путемисключения из результата измеренийсигнала помехи. 1 ил.Изобретение относится к температурным измерениям, может быть использовано в устройствах для многоточечного измерения температуры с помощью термоэлектрических преобразователей и термопреобразователей сопротивления и является усовершенствованием известного устройства по авт.св. Р 1143995.1По основному авт,св, Ф 1143995 известно устройство для измерения температуры, содержащее в каждом измерительном канале термопреобразователь, подключенный к входу трехканального коммутатора на транзисторах, управляющие входы которого соответственно соединены с выходами двух схем И и источником 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 выход которого соединен с общей шиной устройства, источником управляющего сигнала и блоком измерения, вход которого подключен к вторым выходам коммутаторов, первый и третий выходы которого соединены между собой, дополнительный коммутатор, компенсационный термопреобразователь сопротивления, три дополнительных схемы И, два дополнительных инвертора, транзистор и схему ИЛИ, входы которой соединены соответствен но с выходами источников управляющего сигнала, а выход соединен с первым входом первой дополнительной схемы И, выход которой через первый дополнительный инвертор подключен к 1 О затвору транзистора, включенного между первыми выходами коммутаторов,соединенными с потенциальным выводом компенсационного термопреобразователя сопротивления, подключенного к 45 входу дополнительного коммутатора, и вторым выводом источника питания, соединенным с первым и третьим выходами дополнительного коммутатора, второй выхоц которого подключен к входу измерительного блока, при этом выход схемы управления через второй дополнительный инвертор и непосредственно подключен к 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 допол 1нительного коммутатора,Целью изобретения является повышение помехозащищенности устройствапри заземлении термоэлектрическогопреобразователя температуры путемисключения из результата измерениясигнала помехи.На чертеже приведена схема устройства.Устройство содержит блок 1 измерений, источник 2 питания, схему 3управления, первую дополнительнуюсхему И 4, схему ИЛИ 5, транзистор6, первый дополнительный инвертор 7,п измерительных каналов (на чертежепоказаны два канала), каждый из которых включает в себя трехканальныйкоммутатор 8 на транзисторах 9-11,две схемы И 12 и 3, инвертор 14,источник 15 управляющего сигнала итермопреобразователь 16 сопротивления или термоэлектрический преобразователь 17, подключенные к входукоммутатора, дополнительный коммутатор 18 на транзисторах 19-21, компенсационный термопреобразователь 22сопротивления, подключенный к входу дополнительного коммутатора 18,второй дополнительный инвертор 23,вторую и третью дополнительные схемы И 24 и 25, четвертую дополнительную схему И 26,Устройство работает следующим образом.Схема 3 управления выполненная,например, на основе генератора импульсов, вырабатывает тактовые импульсы, обеспечиваюцие двухтактныйалгоритм работы устройства, а источник 15 управляющего сигнала вырабатывает сигнал включения одного канала, Схемы И 12 и 13 и инвертор обеспечивают Аормирование соответствующих сигналов на управляющих входахкоммутаторов.Алгоритм работы устройства зависит от сигнала на втором входе схемы .И 4, Если в устройстве используются термоэлектрические преобразователи, то на второй вход схемы И 4должен подаваться сигнал, соответствующий логической "1", при этом транзистор 6 отключает источник 2 питания от коммутаторов 8, а при исполь"зовании термопреобразователей сопротивления - сигнал логического "О".1При работе с термопреобразователями сопротивления в первом такте тран 1307245зисторы 6, 10 и 11 открыты, а транзистор 9 закрыт. Ток от источника тока 2 протекает по цепи: транзистор 6, транзистор 11, выводы термопреобразователя 16 сопротивления, общая шина 27 устройства, первый вывод источника 2 тока. При этом на вход блока измерения 1 поступает напряжение У, =1 К, где Кц - сопротивление линии связи, 1 - измерительный ток, Во вто- О ром такте транзисторы 6, 9 и 10 открыты, а транзистор 11 закрыт. Ток от источника 2 тока протекает по цепи: транзисторы 6 и 9, термопреобразователь 16 сопротивления, общая шина 5 27, На вход блока измерения поступает напряжение У =1(К +К), где К - сопротивление термопреобразователя 16, однозначно связанное с измеряемой температурой 20Блок измерения Формирует сигнал, пропорциональный разности сигналов (У-П), т.е, пропорциональный измеряемой температуре. Незаземленный термоэлектрический преобразователь 25 подключается к цепи измерения через транзисторы 9 и 10 последовательно с компенсационным термопреобразователем 22 сопротивления, а сигналы, снимаемые с них, .складываются, что обес- З 0 печивает компенсацию температуры свободных спаев термоэлектрического преобразователя.При работе с незаземленным термоэлектрическим преобразователем на второй вход введенной четвертой дополнительной схемы И 26 подается сигнал с выхода источника управляющего сигнала соответствующего канала и она не влияет на работу ключа 20.40В первом такте транзисторы 9 и 19 закрыты, а транзисторы 10, 20 и 21 открыты, Ток от источника 2 тока протекает по цепи. второй вывод источника 2 тока, транзистор 21, выводы термопреобразователя 22, общая шина устройства, первый вывод источника питания. При этом на вход блока измерения поступает напряжение У,1=1 Р, где Р- сопротивление четвертого соединительного провода компенсационного термопреобразователя сопротивления. Во втором такте транзисторы 9, 10 и 19, 20 открыты, а транзисторы 11 и 21 закрыты, Ток протекает по цепи: второй вывод источника 2 тока, транзистор 19, термопреобразователь 22, общая шина устройства, первый вывод источника 2 тока, а на вход блока измерения поступает напряжение П=Е+1 Кк(Т)+К, где К - сопротивление компенсационного термопреобразователя для измерения температуры свободных концов; К - сопротивление подводящего провода; Е - термо-ЭДС термоэлектрического преобразователя, пропорциональная разности температур рабочего и свободного концов термоэлектрического преобразователя. Блок измерения Формирует сигнал 11 -Пз= =Е+1 Кк. Компенсационный термопреобразователь 22 сопротивления и его ток питания выбираются таким образом, чтобы падение напряжения на нем в заданном диапазоне температур полностью соответствовало изменению термо-ЭДС свободных спаев термоэлектрического преобразователя, благодаря чему и осуществляется компенсация температуры свободных спаев.При работе с заземленным термоэлек. трическим преобразователем сигнал на втором входе четвертой схемы И 26 отсутствует, управляющий вход транзистора 20 отключен от схемы И 25, в результате чего транзистор 20 закрыт в обоих тактах работы устройства.1В первом такте преобразования ко входу блока измерения через транзистор 10 подключается второй (основной) электрод термоэлектрического преобразователя 17 температуры, а третий дополнительный электрод 28, выполненный из того же материала, что и второй, через транзистор 1 подключается к компенсационному термопреобразователю 22 сопротивления и через четвертый соединительный провод к общей шине и второму входу блока измерения, а через третий соединительный провод и транзистор 21 - к источнику 2 питания. При этом на входе блока измерения Формируется напряжение П =1 К+Пц, где 1 К напряжение, создаваемое тохом от источника 2 на сопротивлении четвертого соединительного провода компенсационного термопреобразователя сопротивления, П - напряжение помехи, создаваемое контурными токами из-за паразитных связей относительно земли в измерительной цепи. Во втором такте измерения включаются транзисторы 9, 1 О и 19, транзисторы 11, 20 и 21 закрыты, причем на время подключения незаземленного термоэлектрического преобразователя транзис1307245 Б -11 =Е+ТК и гг Формула изобретения Пи Е+Т(к+д+ЦСоставитель В. КуликовТехред И,Попович КорректорА.Обручар Редактор Т.Парфенова Заказ 1 б 19/38 Тиру 777 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 тор 20 открывается. При этом ко входу блока измерения 1 подключается цепь: транзистор 10, второй электрод термоэлектрического преобразователя 17, первый электрод транзистор 9, термокомпенсационный резистор 22, общая шина. Ток от источника 2 протекает по цепи: транзистор 19, первый вывод коммутатора, компенсационный термопреобразователь 22 сопротивления Я , общая шина, При этом напряжение, создаваемое на входе блока измерения, имеет значение где Е - сигнал термоэлектрическогопреобразователя;1 Р - напряжение на компенсацион 2 гном термопреобразователе сопротивления,Составляющие (1 Р+П) являютсясигналами помехи, которые записаныв память блока преобразования в 1-ом 25такте преобразования,Результатом измерения является разность напряжений, в которой отсутствуют сигналы помехи цепи Устройство для измерения температуры по авт,св. 9 143995, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности устройства при заземлении термоэлектрического преобразователя, в него дополнительно введена четвертая схема И; а термоэлектрический преобразователь снабжен третьим электродом, соединенным с третьим входом коммутатора,при этом второй управляющий вход дополнительного коммутатора соединен с третьим управляющим входом через четвертую схему И, второй вход которой подключен к выходу источника управляющего сигнала измерительного канала с незаземленным термоэлектрическим преобразователем.