Устройство для контроля исправности электрической цепи термопары

Союз Советских Соцкалмсткцвских Республик(51) М.:Кл 779/18 - 10 с присоединением заявки Ю23) Приоритет 1 К 15/ осударствееый к СССР ее делам изобрете и открытийликовано 25,0 б.7 ллетень Юф 53 б,538,8) та опубликования описания 29.0 б.7 72) Авторы изобретеии. Ф. Алейников, И, Д. Бухтияров, 10. С, Шабанов, Г. В. и В. В, Минеев ннов ециальное опытное проектно-конструкторск Сибирского отделения Всесоюзной орде Академии сельскохозяйственных наук им о-технологична Ленина ое бю(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИСПРАВНОС ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ ТЕРМОПАРЫ высоко ет по Изобретение относится к термометрии.Известно устройство для контроля исправностицепи термопары, содержащее подключенный к тер-мопаре регистратор, управляемые контакты и ис.точник напряжения 111.Однако известное устройство обладает недостаточной точностью измерения, а кроме того, позволяет контролировать только одну из возможныхнеисправностей,Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для контроля 1 Висправности электрической цепи термопары, содержащее подключенный к термопаре регистратори блок компенсации термо-ЭДС опорного спал,импульсный источник напряжения, подключенный5через управляемые генератором контакты к цепитермопары 2. недостаточнутермометра На фиг. на фиг. 2 и щие работу то-т 7 - инана структурная схеьазаны эпюры напряже ры измеряемо.рименяются элеильности и точноеитудные компаение; строиства, где О -рвалы времени. Однако данное устройство име точность измерения, так как нагр приводит к повышению температу го объекта. Кроме того, в схеме и менты, требующие высокой стаб и, например источник тока, ампл раторы, что также затрудня, лучение и точности измерения.Целью изобретения является повышение точности измерения.Для этого в устройство дополнительно введены два одновибратора, два триггера, инвертор, схема совпадения и нуль-орган, подключенный входом к электрической цепи термопары, а выходом ко входу инвертора, выход которого подсоединен ко входам одновибраторов и тактовым входам триггеров, к информационным входам которых подключены выходы бдновибраторов, причем одни выходы тригеров подключены ко входу схемы совпадения, а два друтих образуют выход устройства, кроме того импульсный источник напряжения выполнен в виде конденсатора, подключенного к выходу схемы компенсации и параллельно, входу регистратора, причем параллельно конденса тору включены контакты, управляемые генерато 1 д а устройства; ок нии, поясняюустройство содержит термоэлектрический термометр 1, схему 2 компенсации термо-Э 1 С опор.ного спая термометра, регистратор 3, генера гор 4,конденсатор 5, нуль-орган 6, инвертор 7, одновибраторы 8 и 9, триггеры 10 и 11, схему 12 совпаде.ния, реле 13 и 14 генератора, клемму 15 питания,коммутатор 16, замыкающие контакты 17 и 18реле 13, термочувствительный резистор 19, замыкающие контакты 20 и 21 реле 14, размыкающийконтакт 22 реле 14, выходные клеммы 23, 24 и 1025, резистор 26 схемы компенсации.Устройство работает следующим образом,Генератор 4, выполненный, например, в видемультивибратора, управляет переключателем, вы.полненным, например, в виде реле 13 и 14, Генератор соединен с клеммой 15 питания через коммутатор 16. В исходном состоянии замыкающиеконтакты 17 и 18 одного из реле генератора 4,например реле 13, подключены параллельно термо.паре (термометру) 1 и термочувствительному ре. 20эистору 19 схемы 2 компенсации соответственно.Один замыкающий контакт 20 другого реле генератора 4, например реле 14, подключен параллельно выходу схемы 2 компенсации, другой кон.такт 21 соединен с одной стороны с потенциальным 25входом нуль-органа 6, с другой стороны - с кон.денсатором 5, потенциальным входом регистратора 3 и термометром 1.Размыкающий контакт 22 реле 14 соединен свходами нуль-органа 6, выход которого подклю- ЗОчен к входу инвертора 7, Выход инвертора 7 сое.динен с входами одновибраторов 8 и 9 и с тактовыми входами триггеров 10 и 11, причем выхододновибратора 8 соединен с информационным вхоцом тригвера 10, а выход одновибратора 9 соединен с информационным входом триггера 11, Ин.версный выход триггера 10 и прямой выход триггера 11 соединен с входами схемы 12 совпадения,выход которой соединен с выходным контактом23. Прямой выход триггера 10 и инверсный вы Оход триггера 11 соединены с выходными контак.тами 24 и 25 соответственно. Конденсатор 5 подключен параллельно входу регистратора 3 и с одной стороны соединен с термоэлектрическим термометром 1, а с другой - с выходом схемы 2 45компенсации.При подключении генератора 4 к клемме 15 питания посредством коммутатора 16 реле 13 и 14поочередно срабатывают и своими контактами осуществляют заряд и разряд конденсатора от источийка напряжения, формируемого схемой 2 компенсации,При срабатывании реле 13 его контакты 17и 18 замыкают цепи термоэлектрического термо.метра и термочувствительнога резистора 19 схе.мы 2 компенсации, осуществляя зарядкоиденса.тора 5 падением напряжения иа резисторе 26 схе.мы 2 компенсации (см. фиг. 2, интервал 1 о-т, ),Поичем это напряжение прикладывается к регистрзтору 3, Величина данного напряжения зависитот номинальной величины элементов конкретнойсхемь 2 компенсации,Так как элементы схемы 2 компенсации, какправило, выполнены на базе стабильных элемен.тов и термозависимый элемент 19 схемы 2 ком.пснсации исключен в процессе заряда конденсатора 5, это напряжение является стабильным ииспользуется в качестве эталонного при проверкеточности измерения регистратора 3.Постоянная времени заряда конденсатора 5 оп.ределяется произведением его емкости на активное сопротивление цепи заряда, которое представ.ляет собой сумму последовательно соединенныхсопротивлений замкнутых контактов 17 и 18 ирезистора 26 1 см, фиг. 2, а, интервал то - т,),С,помощью времязадающих элементов генератора 4 длительность работы реле 13 выбрана такой, при которой конденсатор 5 полностью заря.жается до величины эталонного напряжения, и этонапряжение успевает пройти в регистраторе 3 про.цесс обработки и сравнения с заранее известнойвеличиной.В простейшем случае, например, процесс обработки и сравнения с заранее известной величинойосуществляет оператор визуально за интервал времени т, - тг (см, фиг. 2, а).Таким образом, при рассмотренном выше циклеработы генератора 4 в устройстве происходит за.ряд конденсатора до величины эталонного напряжения и оценка точности регистратора (см. фиг.2, а, интервал то - тг). При этом следует учесть,.,что длительность цикла выбрана такой, цри которой конденсатор 5 не успевает разрядиться черезвходное сопротивление резистора до величины, необходимой для работы нуль-оргача 6,Это условие нетрудно выполнить, так как регистраторы, выполненные, например, в виде нормирующего усилителя постоянного тока, аналогоцифрового преобразователя и цифрового индикатора, обладают высоким входным сопротивлениемпо сравнению с сопротивлением термоэлектрического термометра. В момент времени, когда реле13 запитано, реле 14 обесточено и его контакты20.22 находятся в исходном состоянии. Следова.тельно, напряжение, до которого зарядился конденсатор 5, на вход нуль-органа не поступает и еговыход имеет нулевой потенциал (см. фиг. 2, б, ин.тервал то - т,), так как потенциальный вход нульоргана соединен с нулевым потенциалом,При этом на выходе инвертора 7 установленалогическая "единица" (см, фиг. 2, в), на выходеодновибраторов 8 и 9, а следовательно, и иа ин.формационных входах триггеров 10 и 11 установлен логический "нуль" (см. фиг. 2, г, д соответственно),На прямом выходе триггеров 10 (см. фиг. 2, е)и 11 (см. фиг. 2, д) установлен логический "нуль"а на инверсном выходе триггеров 10 1 см. фиг."единица", а на выходе схемы 12 совпадения установлен логический "нуль".При срабатывании реле 14 реле 13 обесточивает.ся и его контакты 7 и 8 приходят в исходноесостояние, а контакты 20 и 21 реле 14 замыкают.ся, а контакт 22 размыкается, и конденсатор начинает разряжаться. Так как входное сопротивлениерегистратора 3. на несколько порядков больше сопротивления термометра, имеющего внутреннее 1 Осопротивления единиць 1 и десятки ом, то приисправном термометреконденсатор будет разряжаться через цепь термометра 1. При этом дли.тельность разряда конденсатора определяется произведением емкости конденсатора 5 на активное 5сопротивление цепи разряда, представляющее собой сумму сопротивлений замыкающего контакта 20 реле 14 и термометра 1, т.е. длительностьразряда конденсатора определяется величиной сопротивления термометра 1, так как сопротивлением замкнутого контакта можно пренебречь(см. фиг. 2, а, интервал т - т,).В соответствии с этой длительностью нуль-орган 6 формирует импульс (см. фиг. 2, б, интервалт 2 - тз), который инвертируется инвертором 7(см. фиг. 2, в, интервал т - тэ) и последний запускает одновибраторы 8 и 9 (см. фиг. 2, г, д соотвественно) .Одновибратор 8 формирует импульс длительностью меньше длительности импульса н"ль-орга- зона, соответствующего исправной работе термометра, а одновибратор 9 формирует импульс длительностью больше длительности импульса нульоргана, соответствуюшего исправной работе термометра. 35При наличии на тактовом входе триггера перепада "единица - нуль" прямой выход сохраняетпредыдущее состояние, а при перепаде "нуль-единица" принимает состояние информационного входа, Так как тактовые входы триггеров 10 и 11 40соединены с выходом нуль-органа 6, то на прямомвходе триггера 11 (см. фиг. 2, е, 1,) и инверсномвыходе триггера 11 (см, фиг, 2, и, т,) устанавливается логический "нуль", а на выходе схемы12 совпадения (см, фиг. 2, к, т,) - логическая 45"единица".Эти состояния сохраняются до появления неисправности термометра (см. фиг. 2, интервал тз т 5)При замыкании цепи термометра 1 длительность 5 О разряда конденсатора 5 уменьшается и в соответствии с этой длительностью нуль-орган формирует импульс замыкания (см. фиг. 2, б, интервал т 4-1,). Работа инвертора, одновибраторов, триггеров, схемы совпадения элементов устройства аналогична рассмотренной выше, т,е, на прямом выходе триггера 10 устанавливается логическая. "единица", а на инверсном выходе триггера 11 и выходе схемы совпадениФ - логический "нуль". При обрыве цепи термометра 1 конденсатор 5 разряжается через входное сопротивление регистратора 3 (см. фи. 2, а, интервал т - т), и на прямом выходе триггера 10 и выходе схемы 12 совпа.дения устанавливается логическийнуль", а на инверсном выходе триггера 1 - логическая "еди.ница" (см, фиг. 2, и, с 7).Таким образом, устройство определяет три сос.тояния термоэлектрического термометра: нормальная работа, обрыв, замыкание. Наличие на выход.ном контакте 23 логической "единицы", а на кон.тактах 24 и 25 логического "нуля" свидетельству.ет о исправности цепи термометра, наличие логической единицы" на контакте 24, а на контактах 23 и 25 логического "нуля" свидетельствует о замыкании цепи термометра, и наличие на контакте 25 логической "единицы", а на контактах 23 и 24 логического "нуля" свидетельствует об обрыве в цепи термометра.Применение предложенного устройства позволяет обнаружить ряд неисправностей цепч термометра, повысить точность контроля температуры ряда технологических процессов. обеспечит своевременное выявление неисправностей в термопа.рах (термоэлектрических термометрах), что приведет к повышению качества выпускаемой продук ции.Формула изобретения1. Устройство для контроля исправности электрической цепи термопары, содержащее подключен.ный к термопаре регистратор и блок компенсациитермо-ЭДС опорного спая, импульсный источникнапряжения, подключенный через управляемыегенератором контакты к цепи термопары,о т л и.ч а ю щ е е с я тем,что,с целью повышения точности,в устройство дополнительно введены два од-.новибраторадва триггера,инвертор,схема совпадения и нуль-орган, подключенный входом к элект.рической цепи термопары, а выходом ко входуинвертора, выход которого подсоединен ко входам одновибраторов и тактовым входам триггеров,к информационным входам которых подключенывыходы одновибраторов, причем одни выходы триг-.геров подключены ко входу схемы совпадения, адва других - к выходу устройства.2, Устройство по п.1,ол и ч а ю ш е е с ятем,что импульсный источник напряжения выпол.нен в виде конденсатора, подключенного к выходусхемы компенсации и параллельно входу регистра.тора, причем параллельно конденсатору включеныконтакты, управляемые генератором.Источники информации, принятые во вниманиепри экспертизе1. Авторское свидетельство СССР М 4 369435,кл,(л 01 К 15/00, 1970,2. Авторское свидетельство СССР Иф 302622,кл. б 01 К 7/02, 1968.