Устройство для измерения температуры

) (11) 8248 П 4 з 01 К 7 бйЗЦу Зол отаре в ССС 978. ССР984. ИЗМ ЕН сти тем. ованием ей с неот тем- зобретек обла исполь овател о-ЭДС Цель и 4 йь СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ИСАНИЕ ИЗОБР ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(57) Изобретение относитсяпературных измерений стермоэлектрических преобразлинейной зависимостью термпературы рабочего спая. ния - повышение точности измерения, Устрво содержит термоэлектрический преобразователь 1, аналого-цифровой преобразователь 2, терморезистор 3, преобразователь 4 сопротивления в код, блок 5 управления, постоянное запоминаюп 1 ее устр-во 6, блок 7 цифровой индикации, сумматоры 8 - 12, перемножители 13 - 16, регистры 17 и 18 и управляюший коммутатор 9. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устр-ва позволяет снизить погрешности измерения, связанные с нели нейностью градуировочной характеристики термоэлектрического преобразователя 1 и влиянием температуры его свободных концов. Дана схема и описание работы блока 5 управления. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.10 1Изобретение относится к области температурных измерений с использованием термоэлектрических преобразователей с нелинейной зависимостью термо-ЭДС от температуры рабочего спая.Целью изобретения является повышение 5точности измерения путем снижения погрешности измерения, связанной с нелинейностьюградуировочной характеристики термопреобразователя и влиянием температуры егосвободных концов.На фиг. 1 приведена структурная схемаустройства; на фиг, 2 - схема блока управления; на фиг, 3 - алгоритм работы устройства.Устройство содержит термоэлектрический преобразователь 1, соединенный с входом первого аналого-цифрового преобразователя 2, терморезистор 3 для измерениятемпературы свободных концов термоэлектрического преобразователя 1, соединенныйс входом преобразователя 4 сопротивленияв код (ПСК), блок 5 управления, постоянноезапоминающее устройство (ПЗУ) 6, блок 7цифровой индикации, пять сумматоров 8 -12, четыре перемножителя 13 - 16, первый 17и второй 18 регистры и управляемый коммутатор 19. 25Блок 5 управления устройства содержит(фиг. 2) счетчик 20, схему 21 предварительной установки, десятивходовый 22 и двухвходовой 23 логические элементы ИЛИ,причем входы десятивходового логическогоэлемента ИЛИ 22 являются входами блока 5 30управления, а выходы десятивходового логического элемента ИЛИ 22 соединены сосчетным входом счетчика 20, выходы которого являются выходами блока 5 управленияРвыход схемы 21 предварительной установкисоединен с первым входом двухвходового 35логического элемента ИЛИ 23, второй входкоторого является одним из входов блока 5управления, а выход подключен к установочному входу счетчика 20.Устройство работает следующим образом. 40При включении питания устройства схема 21 блока 5 управления формирует импульс, который, воздействуя через элементИЛИ 23 на вход установки счетчика 20,устанавливает его в нуль, подготавливаяустройство к началу измерения. 45При нахонкдении температуры сначалаопределяют значение поправки для коррекции погрешности от измерения температурысвободных концов термоэлектрического преобразователя по формулеЕ Я=А 1+В )1+С 1+0,), 50где - температура свободных концов термопреобразователя;А, Вь С и 0 - постоянные размерные коэффициенты, определяемыеградуировоч ной характеристикой термоэлектрическогопреобразователя в областиизменения температуры егосвободных концов,2Затем определяют значение термо-ЭДС Е Я с учетом погрешности от изменения температуры свободных концов термоэлектрического преобразователя по формулеЕ(Т)=Е(Т)+ЕЯ,где Т - температура рабочего конца термоэлектрического преобразователя;ЕД - значение термо-ЭДС на выходетермопреобразователя.После этого определяют значение поправки для коррекции погрешности от нелинейности градуировочной характеристики преобразования термоэлектрического преобразователя по формулеЕ(Е )=А(Е (Т)+ВЯ Е (Т)+Сг Е",Т)+02, где А Вь С, и 0 - постоянные размерныекоэффициенты, определяемые градуировочной характеристикой термоэлектрического преобразователя в области изменения температуры его рабочего спая.Затем определяют значение термо-ЭДС Е с учетом погрешности от изменения температуры свободных концов термоэлектрического преобразователя по формулеЕ =Е (Т)+Е(Е),которое пропорционально измеряемой температуре Т.После установки счетчика 20 в нуль на управляющей шине ПЗУ 6 формируются сигнал разрешения работы ПСК 4 и сигнал, ставящий управляемый коммутатор 19 в положение, при котором он пропускает сигналы с выхода ПСК 4. На информационных выходах ПСК 4 формируется цифровой код М температуры свободных концов термоэлектрического преобразователя 1. Сигнал Завершение преобразования ПСК 4 поступает на первый вход элемента ИЛИ 22 и с его выхода на счетный вход счетчика 20, увеличивая его содержимое на единицу. При этом на управляющей шине ПЗУ 6 снимается сигнал Разрешение преобразования Г 1 СК 4 и формируется сигнал Разрешение суммирования для первого сумматора 8. На шине данных ПЗУ 6 формируется код коэффициента Вь На информационных выходах сумматора 8 формируется цифровой код (И+В). Сигналом Суммирование завершено сумматора 8 через элемент ИЛИ 22 счетчик 20 увеличивает свое содержимое на единицу, с шины управления ПЗУ 6 снимается сигнал Разрешение суммирования сумматора 9, и формируется сигнал Разрешение умножения для первого перемножителя 13. На его информационных выходах формируется код (У+В,)М. Сигналом Умножение завершено через элемент ИЛИ 22 содержимое счетчика увеличивается ча единицу, с шины управления ПЗУ 6 снимается сигнал Разрешение умножения перемножителя 13 и формируется сигнал Разрешение суммирования сумматора 10. На ши 14082483не данных ПЗУ 6 формируется код коэффициента Сг, а на выходах сумматора 10 код гЛг+В)М+Сь Аналогичным образом происходит управление работой всех остальных элементов устройства (фиг. 3). При этом на выходе перемножителя 14 формируется код (Лг+В)Л+Сй, на выходах сумматора 11 - код М+В 1)Н+ Сг И+01, на выходах перемножителя 15 - код Лг+В)Лг+СгЛг+0 гАь Этот код заносится в регистр 18 и с регистра поступает на входы сумматора 11. После этого формируется сигнал разрешения преобразования для аналого-цифрового преобразователя 2, на выходах которого формируется код Лгг, пропорциональный значению термо-ЭДС термоэлектрического преобразователя 1. Он суммируется в сумматоре 11 с кодом регистра 18, в результате чего на его выходе формируется код Лг=Л+В,)Лг+С%+01,А + +Йь После завершения суммирования на шине управления ПЗУ 6 формируется сигнал, по которому коммутатор 19 переключается в положение, при котором на его вход по-, ступает сигнал с выхода сумматора 11, а также сигнал Разрешение суммирования для сумматора 9. На шине данных ПЗУ 6 формируется код коэффициента Вг, на выходах сумматора 9 формируется результат операции (Лгг+В), на выходах перемножителя 13 - результат операции (Лг+В)Ь, на выходах сумматора 10 - результат операции (Л+В)Лг+ С, на выходах перемножителя 14 - результат операции (Лг+В)Лг+ +СЛг,. На выходах сумматора 11 формируется результат операции (Лгг+В)Лг+ + С Лг.+0, а на выходах перемножителя 15 - результат операции Лг.+Вг)Л+ +СЛг.+0 А, который записывается в регистр 18. После записи в регистр формируется сигнал Разрешение суммирования для сумматора 12, в результате чего на его выходе формируется результат операции Ь г+ В 2)Л 2+ С 2 Лг 2+02 А 2+Лг 2=Лз. Код Л 3 умножается в перемножителе на коэффициент К, поступающий из ПЗУ 6 и устанавливающий связь между значением температуры и кодом Лз. На выходах перемножителя формируется результат операции К Лгз, который заносится в регистр 17 и далее поступает на блок 7 цифровой индикации.Сигналом Умножение завершено пере- множителя 16 через элемент ИЛИ 22 содержимое счетчика 20 устанавливается в нуль, и весь процесс повторяется сначала.Формула изобретения1. Устройство для измерения температуры, содержащее термоэлектрический преобразователь, соединенный с входом аналогоцифрового преобразователя, терморезистор для измерения температуры свободных концов термоэлектрического преобразователя, соединенный с входом преобразователя сопротивления в код, первый сумматор, первая50 55 2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что блок управления содержит счетчик, схему предварительной установки, десятивходовый и лвухвхоловый логические элементы ИЛИ, при этом входы десятивхолового логического элемента ИЛИ, являющиеся входами блока управления, подключены к шине входных сигналов, а выход подключен к счетному входу счетчика, выходы которого, яв ляющиеся выходами блока управления, соединены с адресной шиной постоянного запоминающего устройства, выход схемы прел 5 10 15 20 25 30 35 40 45 группа входов которого соединена первой группой входов первого и второго перемножителей, выходы которых соединены соответственно с первыми группами входов второго и третьего сумматоров, выходы которых полключеньг соответственно к второй группе входов второго перемножителя и первой группе входов третьего перемножителя, четвертый сумматор, пятый сумматор, выходы которого подключены к первой группе входов четвертого перемножителя, блок цифровой индикации, блок управления, входы которого шиной входных сигналов соединены с выходами готовности результата аналого-цифрового преобразователя, преобразователя сопротивления в кол, всех сумматоров и перемножителей, а выход соединен адресной шиной с адресными входами постоянного запоминающего устройства, первая группа выходов которого соединена шиной управления с входами управления аналого-цифрового преобразователя, преобразователя сопротивления в кол и входами управления всех сумматоров и перемножителей, а вторая группа выходов через шину данных соединена с вторыми группами входов первого, второго, третьего сумматоров и третьего и четвертого перемножителей, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены Лва регистра и управляемый коммутатор, первая группа вхолов которого соединена с выходами преобразователя сопротивления в кол, сигнальный выход подключен к первой группе входов первого сумматора, а вторая группа входов соединена с информационным входом первого регистра, выходы которого подключены к первой группе вхолов пятого сумматора, и выходами четвертого сумматора, первая группа входов которого соединена с выходами аналогоцифрового преобразователя, а вторая группа входов соелинена с второй группой входов пятого сумматора и подключена к выходу второго регистра, информационный вход которого соединен с выходами третьего пере- множителя. при этом вход блока цифровой индикации соединен с выходами четвертого перемножителя, а соответствующие выхолы первой группы выходов постоянного запоминающего устройства через шину управления соединены с управляюгцими входами управляемого коммутатора и входами записи первого и второго регистров.6одним из входов блока управления, выведен на шину входных сигналов, а выход пог,ключен к установочному входу счетчика. Начал УЯУУ- Я лалаженогг" У 1 Г Улалаженое",)алускЛЦ 17 Разрезное суммал 7 ара У Юргшгиогл аг нажоп 7 е 7 Ратреыеиое сум ал 7 ара У ра.тргшгноеуммал 7 араР Разрешеиогпг ргмножо(пепв уиргшгног пггмнажипт 14 Разрешгиог суммап 7 ара 10 Рюрешеиог суммал 7 ара 11 Рирешгногпгргннажцюгп 14 Гиргшгногпгремнажитп 7 аургшгног ммал 7 ара 1 Ра 7 ргШгиог лггмнажшпсд 1 Лгъс) егосл 7 Р Люс 4 Хрегосл 7 рРазргШгнаг сум ал 7 ара 1 Е Ртргшгноглггнныипт)исное 1408248 5 варительной установки подключен к первому ходу двухвходового логического элемента 1 ЛИ, второй вход которого, являющийся