Устройство для измерения количества теплоты

35 40 45 5055 Изобретение касается тепловых измерений, а именно устройств для измерения количества теплоты, переносимого с перегретым паром, - теплосчетчикам в тепло- энергетических установках.Цель изобретения, - повышение точности измерений.На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.Схема содержит первичные измерительные преобразователи - датчики 1-4, помещенные в трубопровод (не показан) теплоэнергетической установки, а именно: датчик 1 разности давления ( ЬР), датчик 2 давления(Р), датчик 3 температуры пара (Тп) и датчик 4 температуры воды (Тхв) в источнике водоснабжения. Каждый из датчиков через свой соответствующий элемент преобразования выходного сигнала данного датчика в электрический сигнал (через преобразователи 5-8) подключен к входам мультиплексора. 9 аналоговых сигналов, вход управления которого связан с выходом управления, вводом-выводом блока 10 памяти микропрограмм, а выход - с входом первого аналого-цифрового преобразователя 11 (АЦП 11), соединенного выходом.с входом регистра 12, имеющего двунаправленную связь с двуканальным оперативным запоминающим устройством 13 (ОЗУ 13), соединенного входом управлейия с соответствующим выходом блока 11 памяти микрокоманд, выходом - с входом цифроаналогового преобразователя 14 (ЦАП 14), выход опорного напряжения которого подключен к опорному входу АЦП 10,а информационный вход - к входу демультиплексора 15 аналоговых сигналов,Первый и второй адресные выходы блока 10 памяти микрокоманд соединень 1 с соответствующими входами ОЗУ 13, первый выход которого непосредственно, а второй через регистр 16 сдвига связаны соответственно с вторым и первым входами арифметико-логического устройства 17 (АЛУ 17), вход управления которого подключен к выходу кода микроопераций блока 11, соответствующие выходы управления которого соединены с входом управленИя демультиплексора 15 аналоговых сигналов и с входом управления регистра 16 сдвига, а адресные входы которого соединены с выходами счетчика 18 команд, вход которого подключен к выходу генератора 19 тактовой частоты. Первый и второй выходы демультиплексора 15 соединены соответственно с информационным входом и через интегратор 20 с входом опорного напряжения второго АЦП 21, выход которого связан с входом установки в нуль интегратора,17 и с управляющим 5 10 15 20 25 30 входом ключа 22, информационный вход которого соединен с вторым, а вход тактирования второго АЦП 21 - с первым входами регулируемого делителя 23 частоты, входом подсоединенного к выходу генератора 19 тактовой частоты, Выход ключа 22 подключен к входу счетчика 24 импульсов.Устройство работает следующим образом, Предварительно в блок 10 памяти микрокоманд, который управляется по адресным входам с выходом счетчика 18 команд, работающего от тактового генератора 19, записывается программа, По сигналам с первого и второго адресных выходов блока 10 считываются операнды из двухканального ОЗУ 13, которые передаются на второй или через регистр 16 сдвига на первый информационные входы АЛУ 17. Над,поступившими операндами АЛУ 17 производит некоторое число операций, заданных с выхода кода микроопераций блока 10 памяти микрокоманд.Режим ввода-вывода информации осуществляется посредством аналоговых инструкций по . входу управления мультиплексора 9 и по входу управления демультиплексора 15, поступающих с выхода управления вводом-выводом блока 10. В соответствии с программой мультиплексор 9 подключает к входу первого АЦП 11 выходы преобразователей 5 - 8, т.е, преобразованные в электрические сигналы Ор, Ор, Ото, и Отхв параметры разности давления, давления, температуры пара и воды. На опорный вход АЦП 11 подается опорное напряжение с выхода АЦП 1 Результат аналого-цифрового преобразования с выхода АЦП 11 поступает в регистр 12, который служит для хранения каждого бита цифрового слова и осуществляет интерфейс между, аналоговой и цифровой частями устройства. Когда аналого-цифровое преобразование закончено, его результат загружается в двухканальное ОЗУ 13 для дальнейшей передачи и обработки в АЛУ 17, откуда после обработки вновь возвращается в ОЗУ и затем в регистр 12, из которого информация поступает в ЦАП 14, ЦАП 14, имеющий на выходе буферные элементы (не показаны). подключается к демультиплексору 15, каждый канал которого имеет свою схему выборки и хранения.На первом выходе демультиплексора в режиме вывода информации появляется сигнал О 1, равныйО 1 = Кц ЬР (а 1+. о 1 Р + с 1 Р 2), (1) где КьР, а 1, о 1 и с - постоянные коэффициенты; ЬР - разность давлений; Р - давление пара.,где Кг= К я) Ктхвкоэффициент.При технической реализации устройства можно использовать однокристальную 40 микроЭВМ с аналоговыми устройствами ввода-вывода, что позволяет дополнительно упростить конструкцию устройства.Введение упомянутых ранее дополнительных элементов и связей между ними 45 позволяет реализовать преимущества по точности способа кусочно-квадратичной аппроксимации по сравнению с методом линейно-кусочной аппроксимации, реализованной в устройстве-прототипе, функции, объединяющей все переменные величины - разности давлений, давления и температуры пара и температуры воды, дает возможность уменьшить число участков разбиения по каждой переменной и, тем самым, увеличить точность измерений.Формула изобретенияУстройство для измерения количества теплоты, содержащее установленные в тру-. бопроводе теплоэнергетической установки На втором выходе демультиплексора появляется аналоговый сигнал 0202 = Ку Ктхв (аг + Ь 2 Тп + С 2 ТП ) (б + Тхв) (3 + ЬР), 1 (2)гдЕ КщКТхв, а 2, Ь 2; Сг, С 3 и - пОСтсянныЕ 5 коэффициейты; Тп - температура пара; Тхв - температура воды.Напряжение 01 поступает на первый вход второго АЦП 21 двойного интегрирования, а напряжение 02 - на вход интегратора 10 20 с входом установки в нулевое состояние. Во втором такте преобразования АЦП 21 линейно возрастающее (по абсолютной величине) напряжение с выхода интегратора 20 подается на второй вход опорного напря жения АЦП 21, интегратор которого заряжается и разряжается. Длительность выходного импульса тх на времяимпульсном выходе АУП 21 равнат= Кг ъО 70 а гЗ)О , гдеКг=т 2 тг Тг,тг - постояннаяинтегаи- рования интегратора АЦП 21; Т 1 - длительность первого такта преобразования этого АЦП.Сигналом т открывается ключ 22, и на счетчик 24 импульсов начинают поступать 25 импульсы с частотой 10 с второго входа регулируемого делителя 23 частоты, Число импульсов Кх за время тх пропорционально количеству теплоты о, которое, с учетом выражений (1) и 2) определяется по формуле 30 датчики разности давлений, давления и температуры пара, а также температуры воды в источнике водоснабжения, причем выход каждого из датчиков подключен к входу соответствующего преобразователя сигнала датчика в электрический сигнал, первый и второй аналого-цифровые преобразователи, интегратор, выход которого подсоединен к входу опорного напряжения второго аналого-цифрового преобразователя, времяимпульсный выход которого связан с входом установки интегратора в нулевое состояние и с управляющим входом ключа, выходом соединенного с входом счетчика импульсов, а также генератор тактовой частоты,отл ича ю щеес ятем,что, с целью повышения точности измерений, в него введены мультиплексор аналоговых сигналов, блок памяти микрокоманд, регистр, двухканальное оперативное запоминающее устройство, цифроаналоговый преобразователь, демультиплексор аналоговых сигналов, регистр сдвига, арифметико-логическое устройство, счетчик команд и регулируемый делитель частоты, при этом выходы преобразователей сигналов датчиков в электрические сигналы включены к соответствующим информационным входам мультиплексора аналоговых сигналов, вход управления которого, а также вход управления демультиплексора аналоговых сигналов соединены с выходом управления вводом-выводом информации блока памяти микрокоманд, соответствующие управляющие выходы которого подключены к входу управления регистра, имеющего двунаправленную связь с двухканальным оперативным запоминающим устройством, и к входу управления регистра сдвига, включенного между первым информационным выходом двухканального оперативного запоминающего устройства и вторым информационным входом арифметико-логического устройства, первый информационный вход которого и его информационные выходы соединены соответственно с вторым информационным выходом, с первым и вторым информационными входами двухканального оперативного запоминающего устройства, первый и второй адресные входы которого связаны с соответствующими адресными выходами блока памяти микрокоманд, выход кода микроопераций которого подключен к входу управления арифметикологического устройства, а адресные входы - к соответствующим выходам счетчика команд, вход которого, а также вход регулируемого делителя частоты подсоединены к выходу генератора тактовой частоты, выход мультиплексора аналоговых сигналов сое1656348 Составитель А. ЛуканинРедактор М, Келемеш Техред М.Моргентал Корректор М. Пожо Ф Заказ 2045 Тираж 385 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 динен с входом первого аналого-цифрового преобразователя, к опорному входу которого йодключен выход опорного напряжения цифроаналогового преобразователя, входом соединенного с выходом регистра, а информационным выходом - с входом демультиплексора аналоговых сигналов. первый и второй выходы которого подключены соответственно к информационному входу второго аналого-цифрового преобразователя и к входу интегратора, первый и второй выходы регулируемого делителя частоты 5 связаны соответственно с входом тактирования второго аналого-цифрового преобразователя и информационным входом ключа,