Устройство для измерения температуры

(51)4 Г 01 К 7/16 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 11 21) 22) 46) 71) линии с шение б ения - пов ойства Сна А.И,И(ТС) УСТРО Ы Иэобр ратурпреобс исп СТВ МЕРЕНИЯ ТЕМПЕя заря онден ора, а измерительт и запоминает тение преднаэи измеренийазователей сользованием дв чено для и помощи апряжения измеря ряжение на вывод Блок 13 вычислен ка тока ает велих источи я вычисл С 4. 3 ил отивления проводной ну сопротивлени А 8 ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 4349815/24-1025,2.8707.09.89.Бюл, Мф 33Уфимский нефтяной институтН 1,Д.Коловертнов, ВИ,федоровщемгужин и И,В,Мухаметшин536.531 (0888)Авторское свидетельство ГССР741, кл 0 01 К 7/1 Ь, 1979.торское свидетельство СССР7678, кл. С 01 К 7/16, 1986. вязи, Цель иэобрет ь ыстродействия устрчала конденсатор 5 заряжается от источника 12 напряжения, После окончания переходного процесса измеритель 9 напряжения по команде с блока 15 управления запоминает напряжение источника 12, а измеритель 10 измеряет и запоминает напряжение на образцовом резисторе 21. После заряда денсатор 5 разряжается черетый ключ 11, источник 1 токет ток, равный току в момент оконча3 50629Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения температуры спомощью термопреобразователей сопро 5тивления, а также других Физическихвеличин, преобразуемых в изменениеактивного сопротивления резистивногодатчика, с использованием двухпроводной линии связи. 10Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства;на фиг.2 - временная диаграмма работы устройства; на фиг. 3 - один извозможных вариантов построения блокауправления.Устройство для измерения температуры содержит (Фиг.1) источник 1 то- Юка с управляемыми входами 2 и 3, термопреобразователь 4 сопротивления спараллельно включенным конденсатором5, линию связи с сопротивлениями 6 и7 жил, измерители 8-10 напряжения,ключ 11, источник 12 напряжения, блок13 вычисления, блок 13 вычисления,блок 14 индикации, блок 15 управленияс выходами 16 - 20 и обра-новый резистор 21,30Измерители 8-10 напряжения представляют собой устройства выборки -хранения мгновенного значения напряжения в заданный момент времени,Устройство работает следующим образом.В момент времени С, по командеблока 15 управления с выходов 16 и 19(Ц , 11,э на Фиг.2) отпирается ключ16 ф11 и включается источник 12 напряжения, после чего конденсатор 5 заряжается по цепи: выход источника 12,образцовый резистор 21, сопротивления6 и 7 линии связи.Постоянная времени заряда конденсатора 5 равна В+В +Б +Б(Бс + Б + Вт 1)Б 4 С (1)3 В + В + В, + Б50 где В, В 1 - сопротивление проводов6 и 7 линии связи;Б В - сопротивления образцог 1 фвого резистора и термопреобраэователя сопро 55тивления;С- емкость конденсатора 5,Сопротивление выхода источника 12 не принимают во внимание, так как 7 4оно намного меньше любого иэ входящего в (1).К моменту времени Спереходной процесс в конденсаторе 5 завершается и ток в линии связи и резисторе 21 становится равным где 0 - выходное стабилизированноенапряжение источника 12,В момент времени С 1 блок 15 управления Формирует на вшходе 18 (1,я на фиг,2) импульс длительностью Д С который поступает на управляющие входы измерителей 9 и 10 напряжения.Измеритель 9 напряжения запоминает напряжение, определяемое выраже- нием 1 = 1(В 1 + Бб + В 1+ Вд), (3) равное выходному напряжению источника 12 в течение времени ЛС 1, а измеритель 10 измеряет и запоминает напряжение В момент времени Сэ по команде блока 15 управления ключ 1 закорачивает линию связи, одновременно отключая источник 2, а измерители 9 и 10 напряжения переходят в режим хранения напряжений (3) и (4), 18, 1, (на Фиг.2), В течение времени от момента С э до Сконденсатор 5 разряжается с постоянной време. ни В момент времени Сна выходе 16 блока 15 управления формируется короткий сигнал на размыкание ключа 11, а на выходе 17 - короткий сигнал длительностью ЛС (П,на Фиг,2), в течение которого включаются источник 1 тока и измеритель 8 напряжения. На управляющий вход 2 источника 1 тока поступает напряжение 1, от измерителя 10 напряжения, Ток источника 1 тока выбирается равным ток в измерительной цепиво время ЛС 1= С- Сток источника 1 тока.5 150629Длительность импульса 11 выбирается такой, чтобы за это время конденсатор 5 не успел зарядиться (11на фиг,2). Напряжение, запомненноеизмерителем 8 напряжения в течение5времени 4 С равно11 =(В +В,+В,). (7)Напряжения 11 е, Пз, 11 постУпаютна входы блока 13 вычисления, который по команде блока 15 управленияс выхода 20 (П , на фиг.2) по полученным напряжениям определяет искомую величину сопротивления термопреобраэователя 4,Последовательность определения неличины сопротивления В 4 термопреобразователя 4 следующая,Иэ напряжения 119 вычитается напряжение П .(8) 1 В 4,9 8 Полученная разность делится на11 о25 Ц з - 11 в В 4(9) 50 В соответствии с алгоритмом обработки сигналов блок вычисления может 30быть выполнен в виде последонатепьновключенных устройств вычитания и деления.Сигнал, пропорциональнь отношению (В 4/В 9,), поступает на блок индикации, который отображает результат измерения и единицах измеряемого параметра - температуры,Блок 15 управления может быть выполнен по схеме, приведенной на Лиг.3.40Он содержит генератор 22 прямоугольных импульсон, формирователь 23управляющих импульсов, фазосдвигающую цепь 24, укорачивающую цепь 25,пороговые устройства 26 и 27, элемент ИЛИ 28, инвертор 29, схемы 30и 31 совпадения,Блок управления работает следующим образом,Генератор 22 прямоугольных импульсов вырабатывает импульсы постоянной частоты, которые поступаютна вход формирователя 23 управляющих импульсов, на двух выходах которого последовательно во времени формируются два импульса, Проходя через элемент ИЛИ 28, они управляютработой ключа 11 (фиг.1). С первого 7 бвыхода формирователя 23 поступаетимпульс на выход 19, управляющийработой источника 12 стабильного напряжения, на фазосдвигающую цепь 24и на схему 30 совпадения, куда поступает сдвинутый во времени импульсчерез пороговое устройство 26 с выхода фазосдвигающей цепи 24, На выходе схемы 30 совпадения формируетсяимпульс длительностью 64;, (111 нафиг.2), управляющий измерителями 9и О напряжений. С второго выходаформирователя 23 поступает импульсна вход укорачивающей цепи 25, навыходе которой формируется импульсдлительностью ВТ, поступающий через пороговое устройство 27 на выход17 и управляющий источником 1 токаи измерителем 8 напряжения (фиг.1),Проиннертированный на иннерторе 29импульс с выхода порогового устройства 27 поступает на схему 31 совпадения, на второй вход которой поступает сигнал с второго выхода формирователя 23, На выходе схемы 31 совпадения формируется импульс, поступающий на ныход 20 блока 15 управления, управляющий блоком 13 нлчсления,Формула изобретенияустройство для измерения температуры, содержащее термопреобразователь сопротивления с пара.дельно включенным конденсатором, соединенный двухпроводной линией связи с первым и вторым выводами ключа,управляющий вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с управляющим входом первого измерителя напряжения и первым упранляюшим входом источника тока, перньй вывод которого соединен с первыми входами первого и второго измерителей напряжения и первым выводом ключа, а второй вывод,соединен с вторыми входами первого и второго измерителей напряжения и первым входом третьего измерителя напряжения, пранляющий вход которого соединен с управляющим входом второго измерителя напряжения и подключен к третьему выходу блока управления, четвертый выход которого соединен с управляющим входом блока вычисления, входы которого соединены с выходами измерителей напряжения,, Горная ед 3 Тир Заказ 5420/43 ВНИИПИ Госулар дпис нов и и о.рьггпям при ГК 11 Т СССаб д. 4/5 о изобретен -35, Раушска енного 13035, Москв роиэводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгоро. гарина, 10 а выход подключен к блоку индикациио т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения быстродействияустройства, в него введены образцовый реэистор и источчик напряжения,выводы которого соединены с выводами источника тока, а управляющийвход соединен с пятым выходом блока управления, при этом первый выводэталонного резистора соединен с вторым выводом источника тока, а второйвывод соединен с вторым выводом ключа и вторым входом третьего измерителя напряжения, выход которого соединен с вторым управляющим входомисточника тока,