Устройство для многоточечного измерения температуры

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ СПУБЛИК Р 1)5 С 01 К 7 ЕНИЯ 1987 к измеет расАЦП ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР ИСАНИЕ ИЗ ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРУ 1377612, л, а 01 К 7/12,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МНОГОТОЧЕЧНОГИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ(57) Изобретение относитсярительной технике и позволяширить функциональные возможностиза счет обеспечения возможностимнопоточечного измерения температры и давления. Датчик давления по.801649306 числу контролируемых точек, а также датчики температуры подключены через коммутатор 3 к входу аналогоцифрового преобразователя (АЦП).4. В ходе измерений блок 18 управления вырабатывает сигналы, определяющие номер подключаемого датчика. Блок 23 формирования признака канала давления, управляя работой мультиплексора 16, коммутирует тракт прохождения сигналов на блок 17 индикации. Если подключен канал измерения температуры, то выходной код АЦП 4 проходит через блок 15 линеаризацни и мультиплексор 1 6. Если подключен канал измерения давления, то выходной код а4 проходит непосредственно на вход мультиплексора. 1 ил,Изобретение относится к измерительной технике и является усовершенствованием известного устройства поавт.св, .СССР У 137761 2.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей устройства,На чертеже приведена функциональная схема устройства. 10Устройство для многоточечногоизмерения температуры и давления содержит блок 1 термопар Т- Тя идатчиков давления Р- Рп по числуконтролируемых точек. Свободные концы термопар и выходы датчиков давления размещены в соединительнойкоробке 2 и подключены через коммутатор 3 к входу аналого-цифрового преобразователя (АЦЦ) 4 с автоматической коррекцией нуля, состоящего изусилителя 5, нуль-органа 6, цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 7,регистра 8 последовательного прибли-.жения (РПП), регистра 9 памяти нуля 25и вычитателя 10, В соединительную коробку 2 помещен компенсационный мост11 с термометром сопротивления, вклю-ченным в одном из его плеч. Питающая диагоналЬ моста 11 через набор12 резисторов и матрицу 1 3 ключейсоединена с источником 14 питанияАЦП Изиерительная диагональ моста11 через ключи нулевого канала коммутатора 3 подключена параллельновходу АЦП 4, выход которого черезблок 15 линеаризации соединен с однимиз входов мультиплексора 16, и непосредственно с вторым входом мультиплексора 16, выход которого соединен 40с блоком 1 7 индикации,В состав устройства входит такжеблок 18 управления, состоящий из генератора 19 тактовой частоты, счетчика-делителя 20, дешифратора 21, схемы 22 запуска, блока 23 формированияпризнака канала давления. В составустройства входит также блок 24 памяти.Устройство работает следующим образом.По результатам аттестации термопар значений их ЭДС при нормальнойтемпературе кодируются в двоичном коде и вводятся в блок 24 памяти по адресам, соответствующим номеру каналакоммутатора 3.В момент включения каждой термопары по сигналу блока 18 управления из блока 24 памяти выбирается число,равное ЭДС этой термопары при температуре аттестации. В результате этогоблок 24 памяти вырабатывает сигнал,включающий соответствующий ключ вматрице 13 ключей. Через включенныйключ резистор из набора 12 резисторов изменяет выходное напряжение моста 11 в соответствии с результатамиаттестации для данной термопары.Номиналы резисторов низкоомногомоста 11 подобраны так, что выходноеонапряжение его при 0 С нулевое. Прилюбой другой температуре в измерительной диагонали моста возникает напряжение (-П), которое компенсирует изменение термо-ЭДС термопары, обусловленное изменением температуры ее свободных концов (холодного спая).АЦП 4 с коррекцией нуля, служащийдля измерения напряжения термопар, напряжения моста 11 и нормализованногонапряжения датчиков давления, работает по методу поразрядного уравновешивания. Выходные сигналы термопарили датчиков давления усиливаются инормируются усилителем 5. Напряжениес выхода усилителя 5 сравниваетсянуль-органом 6 с набором образцовыхнапряжений, вырабатываемых ЦАП 7.РПП 8 реализует алгоритм поразрядного уравновешивания входного сигнала. После запуска РПП поочередно,начинай со старшего, включает разряды ЦАП 7. По сигналу с выходануль-органа 6 РПП 8 оставляет включенными те разряды ЦАП, веса которыхсодержатся во входном сигнале.Сигнал запуска РПП 8, определяюший момент качала преобразованияАЦП 4, вырабатывается блоком 18управления,Блок 18 управления работает следующим образом,С генератора 19 тактовой частотв 1сигнал с частотой Гг поступает насчетчик"делитель 20, который делитГ до частотв Г запуска РПП 8 и часГтоты Гпереключения каналов. Частота Е запуска РПП 8 в. два раза превышает частоту К переключения канайлов. По сигналу с выхода счетчикаделителя 20 схема 22 запуска дваждыза период следования импульсов частоты К вырабатывает импульсный сигнал сброса РПП 8 в нуль и начала по-,разрядного уравновешивания,М вает в код напряжение смещения нуля (+11 ). Таким образом в первом цикле работы АЩЧ 4 преобразует в цифровую форму сигнал БО. Этот сигнал в коде Бо запоминается в регистре 9 памяти, выходы которого присоединены к первым входам вычитателя 10. Во втором цикле дешифратор 21 подключает один из датчиков давления Р- Р через ключи коммутатора 3 к входу АЦП, В этом цикле АЦП 4 преобразует сигнал Б + П , которому на выходе РПП 8 соответствует код Б + Яо, где Пр выходное напряжение с датчика давления, Этот код поступает на вторые входы вычитателя 10.На входе вычитателя получается код, свободный от погрешности, вызванной смещением нуля АЦП, т,е.Б + Б - Б = И- . Для учета погрешносо о уфти, вызванной нелинейностью реальной физической зависимости термо-ЭДС термопары от измеряемой температуры, выходной код АЦП (Б д ) подается на блок 15 линеаризацн 3, выполненный как постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). Различные значения кода Игд являются адресами, по которым записаны значения кода с поправкой на нелинейность. После линеаризации код, соответствующий температуре в точке приложения термопары, поступает на входы мультиплексора 16.При измерении давления код с выхода АЦП поступает на вторые входы мультиплексора без линеаризацин.Узел 23 выработки признака канала давления в зависимости от номера какала переключает на выход мультиплексора коды с блока линеаризации или с АЦП. Код с мультиплексора фиксируется блоком 17 индикации как истинный результат измерения.В устройстве достигнуто расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности измерения давления. Применение устройства сокращает затраты на измерение сигна" лов с датчиков давления, при этом отпадает необходимость в создании отдельных устройств для многоточечного измерения давления. Формула изобретения Устройство для многоточечного измерения температуры по авт.св,У 1377612, отличающееся 5 1649306оТаким образом, за период следования импульсов с выходов счетчикаделителя 20, задающих частоту Е переключения коммутатора 3, АЦП 4 запускается дважды, т.е. осуществляется двухцикличный режим его работы.Узел 23 выработки признака каналадавления в зависимости от кода номераканала управляет работой мультиплексора 16 и коммутатора 3. Для каналов,соединенных с термопарами, в первомцикле узел 23 замыкает входы усилителя 5 между собой через ключи нулевого канала коммутатора 3 и низкоомныймост 11В результате того, что входы усилителя замкнуты, АЦП 4 преобразовывает в код напряжение смещения нуля(+11 ), а в результате того, что входы замкнуты через диагональ моста,АЦП 4 одновременно преобразует и напряжение, снимаемое с этой диагонали,т.е. (-111 ), Таким образом, в первомцикле работы АЦП 4 преобразует в цифровую форму сигнал По- ц . Этотсигнал в коде Бо- Ис запоминаетсяв регистре 9 памяти, выходы которогоприсоединены к первым входам вычитателя 10. 30Во втором цикле дешифратор 21подключает одну из термопар Т - Тг, через ключи коммутатора 3 к входу АЦП,ключи нулевого канала разомкнуты,мост 11 отключен от входа АЦП. Таккак выходной сигнал (термо-ЭДС) Цт35любой из термопар при отклонении температуры свободных концов от 0 С отоличается от его градуировочного значения Б град на величину Уо, т.е.Пт= мегрэ- Укс, то в этом цикле АЦП 4преобразует сигнал У + Б, =Рга .Пхо) + 0, которому на выходе РПП 8 соответствует код (Яга- 0 г) + Бо. Этот код поступает на45вторые входы вычитателя 10. На выходе,вычитателя получается код, свободный от погрешности, вызваннойсмещением нуля АЦП и изменением температуры свободных концов термопары, 50т.е. (Нград 11 хс) + 1 о Рь 1 хо) =НгроеДля каналов, соединенных с датчиками давления в первом цикле, узел23 замыкает входы усилителя 5 между 55собой через ключи канала, входы которого соединены.В результате того, что входы усидателя замкнуты, АЦП 4 преобразовы1649306 Составитель В.ЯрычТехред М.Дидык Корректор А.Обручар Редактор С.Лисина Заказ 1513 Тираж 400 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-иэдательскнй комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина,101 тем, что, с целью расширения функциональных воэйожностей за счет одновременного измерения давления, в неговведены датчики давления, подключен.ные к входам коммутатора, блок формирования признака канала давления,входами подключенный к выходам дешифратора, а выходами - к управляющимвходам коммутатора, блок линеаризации подключен к блоку индикации через мультиплексор, вторая группа входов которого соединена с группой входов блока линеаризации, а управляющий вход подключен к управляющему выходу блока формирования признака канала давления, входы одного иэ каналов коммутатора соединены между 10 собой.