Устройство для измерения температуры
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
-10 Бюл. Ф 35ова, В.ф. Евстрат 8.8) онии 4, о виде С 01 В 57-47419,ублик. 08.10.82ельство СССРК 7/02, 1976. ЕНИЯ ТЕМПЕ ся к прибоения - повытемпературы. двухтактный тз ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРАТУРЫ(57) Изобретение относиростроению. Цель изобрешение точности измерениУстройство осуществляет алгоритм измерения, оно содержит термопару 1, стабилизированный источник 2 напряжения, усилители 3 и 1,мост 4, состоящий из термометра 5сопротивления, опорного резистора 6,образцовых резисторов 7 и 8, конденсаторы 9 и 10, ключи 12-19, резисторы 20 и 21, 37 и 38, нуль-орган 22,блок 23 управления, элементы И-НЕ 28,29, элементы И 30-33, инвертор 34,ВБ-триггер 35, регистратор 36 и ключи 39 и 40. Для исключения мультипликативной составляющей погрешности,вносимой изменением коэффициента передачи измерительного тракта, устройство калибруется в четыре такта покомандам с блока 23 управления, 1 ил.10 113Изобретение относится к приборо -строению и может быть использовано всистемах измерения температуры с применением термоэлектрических преобразователей (термопар),Целью изобретения является повышение точности измерения температуры.На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства,Устройство для измерения температуры содержит термопару 1, стабилизированный источник 2 напряжения, усилитель 3, компенсатор температурысвободных концов термопары - мост 4состоящий из термометра 5 сопротивления, опорного резистора 6 и двухобразцовых резисторов 7 и 8, два конденсатора 9 и 10, второй усилитель 11,восемь ключей 12-19, два резистора 20и 21 в делителе отрицательной обратной связи первого усилителя 3, нульорган 22, блок 23 управления с выводами 24-27, два элемента И-НЕ 28 и29, четыре элемента И 30-33, инвертор 33, ВБ-триггер 35 и регистратор 36с четырьмя входами, в качестве которого может быть использован любой записывающий прибор (например, магнитный или Фотооптический) с аналоговымвходом по напряжению, резисторы 37и 38, два ключа 39 и 40. Блок 23 управления включает генератор тактовойчастоты, счетчик импульсов и дешифратор (не показаны),Устройство осуществляет двухтактный алгоритм измерения и работаетследующим образом.По сигналу 24 с блока 23 управления в первом такте измерения преобразования включаются ключи 12-16,18, 19 и 40, в результате конденсатор 9 через компенсационный мостподключается к термопаре 1 и заряжается до напряжения и= ЭДС + 1.1 , (1)где Ц - напряжение ча конденсаторе 9,ЭДС - сигнал термопары;О ц, - напряжение на выходе компенсационного моста.Конденсатор 1 О соединен с неинвертированным входом второго усилителя 11 и подключается при этом черезключ 19 к выходу второго усилителя 11,инвертированный вход которого соединен с выходом усилителей 3 и 11, неинвертированные входы усилителей 3 39413и 1 подключены через ключи 18 и 40соответственно к общей точке. В результате конденсатор 10 заряжаетсядо напряженияПсг р + "рг р (2)где Ц - напряжение на конденсаторе 10;напряжение дрейфа Оп первого усилителя;Ц рг - напряжение дрейфа 0 второго усилителя,Во втором такте измерения по сигналу 25 с блока 23 управления вклю 15 чаются ключи 17 и 39, а все остальныеотключаются, в результате конденсатор 9 через ключ 17 подключается кнеинвертированному входу усилителя 3,а конденсатор 10 через ключ 39 - к20 неинвертированному входу усилителя 11, инвертированный вход которогосоединен с выходом усилителя 3, приэтом на выходе усилителя 11 формируется напряжениеОеьп Ос КК г.+ Орг - .1 сг(3)где К и К - соответственно коэффигциенты передачи усилителей 3 и 11, которые30 определяются по форму- лам К, = ( + 1); К = , (4)Нг 17 е,"го ВегГде и о Б 21 и Б з 7 В е 8 сопротивления в цепи отрицательной обратнойсвязи усилителей 3 и 11 соответственно.Подставив значения П ., К, Кг и11, из Формул (1), (2) и (4, в форму 40 лу (3) получаем соотношениевых = ( ЭДС + 11 комп) ( +1 ) - , ( 5 )го Ъ 7в котором отсутствует аддитивная составляющая погрешности измерения,вносимая дрейфом усилителей 3 и 11.Результат записи на регистра. торе приэтом определяется соотношениемгде И - показание на регистраторе;1.1 у ЭДС + ЧК - общий коэффициент передачи06 Цизмерительного тракта.Дпя исключения мул ьтипликативнойсоставляющей погрешности, вносимойизменением коэффициента передачи измерительного тракта, устройство калибруется в четыре такта по командам 26 и 27, выдаваемым с блока 23управления. При этом в первом такте15 калибровки включаются ключи 12, 416, 18, 19 и 40, а ключ 13 по сигналу 26 через элемент И 31 отключается, в результате конденсатор 9 заря -жается до напряженияОс(к = ЭЛС Зо(7)где У - напряжение на конденсатос(ир е 9 в первом такте к алибро вки; 10ЭДС - сигнал термопары;У - напряжение на опорном реозисторе компенсационногомоста,а конденсатор 10 заряжается до напряжения, определяемого по формуле(2), Во втором такте калибровки включаются ключи 17 и 39, а все остальные отключаются, и напряжение на выходе усилителя 11, определяемое по 20формуле (3), имеет значениеУ = (ЭДС-У )( + ) - " (8)ьь(х о ВгоВ 287Одновременно на выходе нуль-органа 22 определяется знак выходного 25напряжения, если на его выходе появляется сигнал логическая 1", что соответствует знаку "+, то открываетсяэлемент И 33 и триггер 35, сигнал скоторого в третьем такте калибровки 30через элементы 28 и 30 отключаетсяключ 12, при этом ключи 13-16, 18,19 и 40 включены, в результате конденсатор 9 заряжается до напряженияУ= ЭДС, (9) 35где о(з- напряжение на конденсаторе 9 в третьем такте калибровки, аконденсатор 10 при этом заряжается донапряжения, определяемого по формуле (2). В четвертом такте калибровки 40ключи находятся в том же состоянии,как во втором такте, т.е. включеныключи 17 и 39, а все остальные отключены. Тогда напряжение на выходеусилителя 11 в четвертом такте калибровки с учетом формулы (3) имеет величину- ЭДС ( + 1). (10)Вг( В ЪвВго ВзгРазность выходных напряжений, полученных во втором и четвертом тактах калибровки и вычисленных по формулам (8) и (10), составляет величину, определяемую по формулеЬц = . (-21- + ) . -зф, (1) 55Вго Взггде У - напряжение на опорном резисторе Во, определяемое поформуле(16) Разность выходных напряжений, полученных по формулам (16) и (5), составляет величину, определяемую по формуле (11), т.е. независимо от знака калибровочного напряжения, полученного во втором такте, калибровочный перепад напряжения остается постоянным в том и другом случаях, определяемом напряжением по формуле(12), а результат измерения определяВоо(12)о 6( огде Е - напряжение стабилизированного источника, включенного вдиагональ моста;В - сопротивление образцового реоБ(зистора, включенного в другоеплечо моста, смежное с опорным резистором,а результат записи на регистраторепри этом определяется соотношением1( = К 1 о, (13)Иооткуда определяем К = в , подставОБщляем его в формулу (6) и получаемзначение измеряемой величиныхх(14)оЕсли на выходе нуль-органа 22 появляется логический О(, то элементИ 33 не открывается и триггер 35 остается в закрытом состоянии, а сигнал с его инверсного выхода в третьем такте через элементы 29 и 32 выключает ключ 14, при этом ключи 12,13, 15, 16, 18, 19 и 40 включены, врезультате конденсатор 9 заряжаетсядо напряженияс хз Д + 1-ком(1+ 1 о х ( )где 1 - напряжение на конденсатос(зре 9 в третьем такте калибровки;Ом- напряжение на выходе компенсационного моста;- напряжение на втором резисторе.Напряжение на втором конденсаторе 1 О определяется по формуле (2). Вчетвертом такте калибровки ключи 17и 39 включаются, все остальные отключаются и напряжение на выходе усилителя 11 в соответствии с формулой (3)5 13394 тся по формуле (14) и не зависит от коэффициента передачи измерительного тракта, а следовательно, не имеет мультипликативную составляющую по 5 грешности. Точность измерения согласно формуле (14) определяется стабильностью опорного напряжения 0 а так как эта величина согласно формуле г 12) является мерой образцовой, то и результат измерения имеет соответственно высокую точность измерения. Формула изобретения 15Устройство для измерения температуры, содержащее термоэлектрический преобразователь, измерительный усилитель, компенсатор температуры свободных концов термоэлектрического преобразователя, выполненньгй в виде четырехплечего резистивного моста с термометром сопротивления в одном из его плеч, включенного последовательно своей измерительной диагональю 25 с термоэлектрическим преобразователем, стабилизированный источник напряжения, подключенный к питающей диагонали резистивного моста., и регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я 30 тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены два конденсатора, второй измерительный усилитель, десять управляемых электронных ключей, нуль-орган, два логических элемента И-НЕ, четыре логических элемента И, инвертор, ББ-триггер и блок управления, при этом первый электронный ключ включен в диагональ моста последовательно с источником стабилизированного напряжения, второй и третий электронные ключи включены по одному последовательно с резисторами моста в его симметричные относительно питающей диагонали плечи, 45 один из конденсаторов подключен через четвертый и пятый электронные ключи параллельно цепи последователь - но соединенных термоэлектрического преобразователя и компенсатора темпе ратуры его свободных концов и через шестой электронный ключ подключен к неинвертирующему входу первого измерительного усилителя, инвертирующий вход которого соединен с его выходом через резистивный делитель напряжения, а его неинвертирующий вход соединен через седьмой электронный 13 бключ с общей шиной устройства, второй измерительный усилитель выполнен по дифференциальной схеме и подключен своим инвертирующим входом через резистор цепи его отрицательной обратной связи к выходу первого измерительного усилителя, второй конденсатор подключен через восьмой электронный ключ к выходу второго измерительного усилителя и через девятый электронный ключ - к его неинвертирующему входу, который через десятыйэлектронный ключ соединен с общей шиной устройства, нуль-орган своим входом включен на выходе второго измерительного усилителя, одни входы первого, второго и третьего логических элементов И подключены к первому выходу блока управления, соединенному с управляющими входами четвертого, пятого, седьмого, восьмого и десятого электронных ключей, второй выходблока управления соединен с управляющими входами шестого и девятого электронных ключей и первым входом четвертого логического элемента И, выходы первого, второго и третьего логических элементов И соединены соответственно с управляющими входами первого, второго и третьего электронных ключей, второй вход первого логического элемента И соединен с выходом первого логического элемента И-НЕ,первый вход которого соединен с выходом ВБ-триггера, второй вход второгологического элемента И соединен стретьим выходом блока управления,второй вход третьего логического элемента И соединен с выходом второго логического элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с инверсным выходом РБ-триггера, вторые входы логических элементов И-НЕ соединены с четвертым выходом блока управления, второй вход четвертого логического злемента И подключен к выходу нуль в органа, а его выход соединен с Б-входомВБ-триггера, Н-вход которого черезинвертор подключен к третьему выходу блока управления, первый вход регистратора подключен к выходу второго измерительного усилителя, второй входк второму выходу блока управления, атретий и четвертый входы регистратора подключены к выходам первого и второго логических элементов И-НЕ соответственно.
СмотретьЗаявка
4058538, 16.04.1986
ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ А-3759
ЛОГИНОВА ЛИДИЯ ПАВЛОВНА, ЕВСТРАТОВ ВАЛЕРИЙ ФЕДОРОВИЧ, КУХАРЕВ ЮРИЙ ФЕДОРОВИЧ
МПК / Метки
МПК: G01K 7/02
Метки: температуры
Опубликовано: 23.09.1987
Код ссылки
<a href="https://patents.su/4-1339413-ustrojjstvo-dlya-izmereniya-temperatury.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для измерения температуры</a>
Предыдущий патент: Эталон спектральной плотности энергетической яркости для калибровки источника излучения
Следующий патент: Устройство для измерения температуры
Случайный патент: Способ получения рацемических или оптически активных производных пиперазина