Способ определения показателя тепловой инерции частотного термопреобразователя и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТ ИЧВж ИХРЕСПУБЛИН(191 (И) 45102 5 1 К 15/00 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЖ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 1(71) Львовский политехнический институт им, Ленинского комсомола (72) К.С.Семенистый, Б.Е,Рыцар и Г,И.Николианн(56) Авторское свидетельство СССР йф 1173207, кл. (" 01 К 15/ОО, 1983 еАвторское свидетельство СССР И 1446494, кл. (; 01 К 15/00, 1987. (54) СПОСОБ (ЕРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ТЕВВВОЙ ИИИЦИИ ЧАСТОТНОГО ТЕРИО-. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к теплотехническим измерениям и позволявт повысить точность определения показа- теля тепловой инерции частотного термопреобразователя путем снижения ме"тодической погрешности . Для этогопроизводится подсчет числа выходныхимпульсов термопреобраэователя в четырех равных, следующих друг за другом, временных интервалах с последующим вычислением значения показателя тепловой инерции по расчетной фор"муле. Формирователь 1 импульсов преобразует выходную частоту термопреобразователя в прямоугольные импульсы,которые через логические элементыИ 4-7, управляемые сигналами с выходараспределителя 3, поступают на входылогариФмирующих реверсивных счетчиков 8 и 9. Конечный результат Форне"руется с помощью аремякодового преобразователя 10, блока вычитания 11 иблока деления 12 и отображается вблоке 13 циФровой индикации. 2 с.п.Ф-лы, 3 иле(6) Изобретение относится к теплотехническим измерениям и может быть использовано при измерении показателя тепловой инерции (ПТИ) частотных тер 5 мопреобразователей (ЧТП), например пьезокварцевых преобразователей температуры, как в лабораторных, так и заводских условиях.Целью изобретения является повыше )ие точности путем снижения методической погрешности.На Фиг.1 представлена зависимость ыходной частоты термопреобраэоваеля в период регулярного тепловогоеежима после воздействия на него качка температуры, на фиг.2 - блок- хема устройства, реализующего предагаемый способ; на Фиг.3 - временные иаграммы сигналов в характерных точ ах работающего устройства.Сущность способа определения поазателя тепловой инерции частотного ермопреобразователя заключается в лудющем, 25При подаче на вход термопреобраэо" ателя температурного скачка его вы,одная частота в период регулярного теплового режима изменяется по экспо" йенциальному закону вида30 Г = Р+ (Г- Рк)ехр(- -,)Рк + ЬР ехр( г) у (1) гДе Р и Р - начальное и конечное, 35н кзначений частоты ЧТПсоответственно, а ДР= Р - Г, при этом полагают, что ГкО.Осуществляя при помощи счетчика аО подсчет числа импульсов выходной частоты ЧТП на протяжении временного промежутка Дс, получают значение числа импульсов Г 1, зафиксированное счетчиком, равное а 5ЙМ = ) Г(с)дс Рдс + д)(1 -х)о (2) где х = ехр(- -(;)За второй промежуток времени, рав 5 О ный по длительности первому, счетчик регистрирует число импупьсов Б 1 равноеЯ РкДс + ДР(",(1 - х)х. (3)Соответственно эа третий и .четвер" 55 тый временные интервалы счетчик Фиксирует число импульсов Г 1 и Г 1 а, соответственно равное откуда определяют значение ПТИ контролируемого термопреобразователя порасчетной Формуле(7)иГ 1 - Г 1 д).Определение ПТИ по Формуле (7)возможно с меньшей среднеквадратицеской погрешностью по сравнению с известным решением в одинаковых условиях проведения измерения значений числа импульсов. Так при Д с/ ь0,4,точность определениявыше примерно в два раза,Устройство для определения показателя тепловой инерции частотноготермопреобразователя содержит Формирователь 1 импульсов, генератор 2тактовых импульсов, распределитель 3тактовых импульсов, четыре логических элемента И 4-7, два логарифмирующих реверсивных счетчика 8 и 9, времякодовый преобразователь 10, блок11 вычитания, блок 12 деления и блок13 циФровой индикации,Устройство работает следующим образом.К входу устройства подключаетсяисследуемый ЧТП, значение ПТИ которого необходимо определить, На входтермопреобразователя подается тепловой импульс. В период регулярноготеплового режима выходная частотаГ(с) термопреобразователя изменяетсяпо экспоненциальному закону, описываемому Формулой (2) и представленному на Фиг.1.Формирователь 1 импульсов преоб"разует выходную частоту термопреобразователя в прямоугольные импульсы(Фиг.3, позиция 14), которые черезлогические элементы И 4"7, выполняющие роль ключей, управляемых сигналами с соответствующих выходов распределителя 3, поступают в определенной последовательности на входы сло"жения и вычитания логарифмирующих реверсивных счетчиков 8 и 9.5 15451Генератор 2 тактовых импульсов запускается по входу "Пуск" сигналом термопреобразователя в момент начала регулярного теплового режима. Выходные импульсы генератора 2 (фиг.3,5 позиция 15), поступая на распределитель 3 представляющий собой, например, выполненный на триггерной линейке кольцевой регистр, появляются поочередно на первом, втором, третьем, четвертом и пятом выходах (Фиг.3, по-. зиции 16-19) и поступают на вторые входы логических элементов И 4-7.Длительность импульсов д на выходах распределителя 3 определяется периодом тактовой частоты генератора 2. Последний по счету пятый импульс ра спред ели теля 3 (Фиг. 3, пози ция 20), поступая на вход "Стоп" генератора 2, 20 выключает его и останавливает работу устройства.На вход сложения логарифмирующего реверсивного счетчика 8 через логический элемент 4 во время действия первого импульса с выхода Формирователя 3 длительностью с поступает И, импульсов (фиг.3, позиция 21), а в третьем такте на вычитающий вход счетчика 8 через логический элемент 6 поступает И импульсов (Фиг.3, позиция 23). Поскольку счетчик 8 выполнен логарифмирующим, на его выходе образуется кодовая комбинация, пропорциональная значению 1 п(И - Из).Аналогично на вход сложения логарифмирующего реверсивного счетчика 9 через логический элемент 5 поступает И импульсов, а на его вычитающий вход через логический элемент 7 - И импульсов (фиг.3, поэи 40 . ции 22 и 24), образуя на выходе счетчика 9 к концу четвертого такта кодовую комбинацию, пропорциональнуюзначению 1 п(И - Ц).Одновременно с третьего выхода распределителя 3 импульс длительностью й поступает на вход времякодового преобразователя 10 и преобразуется в кодовую комбинацию, поступающую на вход блока 12 деления, На второй вход блока 12 деления поступает разность кодовых комбинаций где Ьс Иу И, 3 к первым входам трех логических эле" ментов И, два логарифмических реверсивных счетчика, входы сложения которых соединены соответственно с выходами первого и второго логических, элементов И, а выходы - с входами блока вычитания, выход которого подключен к первому входу блока деления, второй вход которого соединен с выхо" дом времякодового преобразователя, а выход - с блоком цифровой индикации, распределитель тактовых импульсов, вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, первый выход соединен с вторым входом первого логического элемента И, второй выход -. с вторым входом второго логи 1 п(И - И ) - 1 п(И - И 4)55Иф Иэ= 1 п - - И - Ис выхода блока 11 вычитания,. Поэтому выходной сигнал блока 12 деления 02 6представляет собой результат измерения, выражаемый указанной зависимостью и отображаемый блоком 13 цифровой индикации,Формула изобретения Способ определения показателя тепловой инерции частотного термопреобразователя путем подсчета в период регулярного теплового режима его выходных импульсов в трех равных, следующих друг за другом интервалах времени, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, подсчитывают число выходных импульсов термопреобразователя в четвертом временном интервале, следующем непосредственно за третьим и равным ему по длительности, а значение показателя тепловой инерции частотного термопреобразователя определяют по формуле Ьс(.И- Из1 п ----И- И+значение интервала времени, на протяжении которого подсчитывают число выходных импульсов,чи сло выходных импул ь совза первый, второй, третийи четвертый интервалы времени соответственно. 2. Устройство для определения показателя тепловой инерции частотного термопреобраэователя, содержащее генератор тактовых импульсов, блок цифровой индикации и формирователь импульсов, выход которого подключен.Гирняк я б Тираж 489 Подписноеосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035 Москва, 3-35, Раущская наб д, 4/5 каз НИИПИ оивводственно-издательский комбинат "Патент", г. Уагород, ул, Гагар 101 чфского элемента И, третий выходс вторым входом третьего логического элемента И и входом времякодового, преобразователя, а четвертый выходс входом "Стоп" генератора тактовых иаульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тФн, что, с целью повцаения точности, в него введен четвертый логическийЭ элемент И, первый вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, второй вход - с пятым выходом 5распределителя тактовых импульсов,а выходы третьего и четвертого логических элементов И подключены соответственно к вычитающим входам логарифмирующих реверсивных счетчиков.