Устройство для измерения температуры

(21) 2655937/18.10киЖ 1 К 70 рисоединением зая Гвсударстввииьй квмит СССР во делам извбретеии и открытий(088,8) Опубликовано 25.02.80. Бюллетен Дата опубликования описания 25. 0 В. Афанасьев и В. С. Князев 2) Авторы изобретен) Заявите азанский завод "Электроприбо) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУР и измерения Изобретение отнтемпературы, Извесгно устрой ится чечного контнесколькоство для много 11, содержащ ры, устройств ерагуры, измер ля температурь чиков темпера о переключе 5ительную схения датчиков темп Недостатком этого устройсгва является наличие различного рода электрических помех, действующих во входных цепях, за счет чего сни 10жается точность измерений,Извесгно устройство для измерения темпера.туры 21, позволяющее подавить периодическиепомехи различных частот и повысить точность"-"- " 35измерений.Недостатком этого устройства является невозможность измерения температуры во многих точках из за отсугствия в данном устройстве блока переключения датчиков температур,при этом введение блока для переключениядатчиков приведет к нарушению симметрирования входной цепи устройства и к паразитнымискажениям сигналов датчиков температур. 2Известно устройство для измерения температуры по авт. свид. И 389418 11, содержащее ряд датчиков температуры, ключи управления на двух полевых транзисторах с изолированным затвором, источник управляющего сигнала и измерительную цепь, при этом затворы транзисторов в каждом из измерительных каналов сое. динены в одну точку, к которой подключен источник управляющего сигнала относительно обшей точки измерительной цепи 31,Недостатками основного изобретения являют. ся отсутствие симметрирования входных цепей устройства относительно обшей точки (" земли" ) при подключении датчиков температуры различных каналов измерения температуры к измери. тельной цепи устройства и отсутствие подавле. ния широкополосных электрических помех. Эти недостатки приводят к относи гельно низкой гочности измерения температуры известным устройством;Цель изобретения состоит в повышении точности измерений путем обеспечения симметриро. вания входных цепей устройства для измерения гемпературы, относительно общей точки ("зем17565 55 3 .7ли ) йри подключений датчиков температурыразлйчных каналов- йзмерения температуры "к- йзмерительной цепи этих уйТюйств, а также пу.тем уменьшения искажеййй Сйгй 0 той "даТчйковтемпературы при йодавйении Шйрокополоснихэлектрических" йомех.Поставленнаяцель достйгается тем, что в уст.ройство введейы симметрйрующии регулйруе.мый фиЛьтр низкой частоты с входами управ.ляющих сигйалов, блок формирования управ.лявщих-сигналов, причем выходы-ключа уп.-.равления через симметрирующий регулируемыйфильтр Низкой частоты подключены к измери.тельной цейй; выходыблока формирования,управляющих сйгналов соединены с входами уп.равляюшнх сигналов симметрирующего регули.руемого фильтра низкой частоты, а входы блока фбрьФрований управляющих сигналов под."ключеньГкисточййку управляющего сигйалаНа фйг. 1 представлена блок. схема предложенного устройства; на фиг. 2 -временныедиаграммы,Устройство состонт Из двух или несколькихйзмеритепьных каналов, каждый из которыхс 1 эдержит датчйк темйературы 1 (например тер.мопару) и ключ управления 2, который вы"м" РкдФ :а": - ; - - : - , - "- .:; ъ "-,Ы.-".ФФФмммаэжмюжю:х+еполнен например, на двух"нолевых транзисторах с изолированными затворами. Датчик темперагуры 1 подключен квыходам ключа управления 2 через этй полевые транзиСторы с"-изолированнымй"ззтворами вьйоды" ключа "уп.равления 2 подключены через симметрирующийрегулируемый фильтр низкой частоты 3 кизмерительной цепи 4, выполненнои в виде усилительного устройства, затворы полевых тран- "зистофбв в "каждом "из "взмерйтельйых кайаловсоедййейй в одну точку, к которой подклю.чен йстоФнйк управляющего сигнала 5 относительнообщей точки измерительной цепи, "входы блока формирования управляющих сигна.лов 6 подключены к источнику управляющегосигнала 5, выходы блока формирования уйравляющих сигналов 6 соединены с входами 7, 8,9, 10 управляющих сигналов симметрируюшегорегулируемого фильтра низкой частоты 3.(Симметрирующий регулируемый фильтр низкой частоты состоит,например, из регулируе мых симметрирующих"резисторов и конденсаторов), ." -.Работа предложенного устройства происходитследую 1 цим образом,ИСйчник управляющего сигнала 5 прбизво." дит коммутацйю полевьгх транзйсторов ключа " управления 2 таким образом, что к измерительной цепи 4 через симметрирующий регулируе.мый фильтр низкой частоты 3 подключаются" поочереййосфтветствующите датчики темйерату.ры различных каналовизмеренйя температуры. 4Так как в общем случае сопротивления параэитных утечек между цепями датчиков тем. пературы и общей точкой (землей") устройства в различных каналах измерения температуры 5 различны, то для симметрирования входных цепей предложенного устройства (содержащих ключ управлейия н датчики температуры), впредложейном устройстве синхронно с подключением различных датчиков температуры происходит, синхронная перестройка параметров сим.метрирующего регулируемого фильтра низкойчастоты 3, которая обеспечивает симметрирование в каждом канале измерениятемпературы,Эта перестройкапараметров симметрирующегорегулируемого фильтра низкой частоты выпол.)няетси, например, изменением величйн регулируемых симметрируюшнх резисторов нли кон.денсагоров фильтра низкой частоты 3 и происходит следующим образбм, Входы блока фор.20 мирования управляющих сигналов 6 также, каки затворы полевых транзисторов ключа управления 2, подключень 1 к источнику управляющегосигнала 5, поэтому синхронно с подачей сигнала от источника-управляющего сигнала, вызы 25 вающего коммутациЬ ключа управления (подключающего определенный датчик температурыко входу симметрируюшего регулируемогофильтра низкой частоты 3) блок формирования управляющих сигналов 6 вырабатывает со.30ответствующие данному каналу управляющиесйгналы,"поступающие на управляющие входы7, 8 симметрирующего регулируемого фильтранизкой частоты 3. Эти сигналы, поступающиена управляющие входы 7, 8 вызывают соответ 35 ствующу 1 оданному каналу перестройку пара.метров симметрирующего регулируемого фильтра низкой частоты 3, которая обеспечивает симметрирование входной цепи предложенного устройства,40 .,Параметры управляющих сигналов, соответствующих данному каналу измерения темпера.туры, устанавливаются первоначальной регулировкой блока формирования управляющих сиг-.налов 6 при подключении датчика температурыданного канала измерения температуры ко вхо.ду симметрируюшего регулируемого фильтранизкой частоты 3.Таким образом, в предложенном устройствеобеспечивается симметрйрование входных цепей" "щ 5 и"подключении датчиков температуры раз. личных каналов измерения температуры, чтопозволяет подавить электрические помехи, дей.ствующие во входных цепях устройства Причем для уменьшения искажений сигналов датчиков температуры при подавлении электрических помех, блок формирования управляющихсигналов 6 вырабатывает также управляющиесигналы, поступающие на соответствующие уп717565 равляюшие входы 9, 10 симметрирующего ре гулируемого фильтра низкой частоты 3. Эти управляющие сигналы вызывают иэменение" воф времени постоянной времени Т 1 симмстрирующего регулируемого фильтра низкой частоты 3. 5 Изменение постоянной времени Т(1 ) производит. ся таким образом, чтобы не нарушалось симмет. рирование входных цепей предложенного устрой. ства, что выполнимо, например, изменением Т 1 при одновременном изменении величин как симметрирующих резисторов, так и конденсаторов симметрирующего регулируемого фильт. ра низкой частоты 3 и осуществляется, напри. мер, при помощи потенциометров с механическим управлением, полевых, транзисторов, оптоэлектронных устройств, переменных конденсаторов с механическим управлением, варикапов.На фиг. 2 приведены временные диаграммы, поясняющие работу предложенного устройства при подключении к измерительной цепи 4 через 20 симметрирующий регулируемый фильтр низкой частоты 3 одного из датчиков температуры 1 (для упрощения пояснений Йрйведены временные диаграммы при подключении только одно го датчика, так как при подключении других датчиков происходят аналогичные процессы), а именно; 11 - сигнал на выходе источника управляющего сигнала 5, вызывающий подключе.ние датчика температуры 1 к измерительной цепи 4 через симметрирующий регулируемый фильтр низкой частогы 3 в течение интервала времени от т, до т; 12 - сигнал на входе симметрирующего регулируемого фильтра низкой частоты 3 (сигнал 12 представляет собой сумму сигнала 0,1 датчика температуры 1 и широкопо- З 5 лосной электрической помехи), обозначаемой условно штриховкой на временных диаграммах; временная диаграмма 13 иллюстрирует изменение во времени постоянной времени Т ) сим 40 метрнруощего регулируемого фнлетре Ггнэкой частоты 3; 14 - сигнал на выходе симметрирующего регулируемого фильтра низкой частоты 3.Сигнал 11 с выхода источника управляющего сигнала 5 поступает на ключ управления 2 и на блок формирования управляюших сигна45 лов 6, С выходов блока формирования управляющих сигналов 6 выходные сигналы поступают на управляющие входы 9, 10 симметрирующего регулируемого фильтра низкой часто 50 ты 3, вызывая изменение постбяннои времени Тусимметрирующего регулируемого фильтра низкой частоты 3 во времени, например; полинейному закону;Т 1 = Тнаг, + А(т-тт) е где Тнач - начальное значение постоянной вре. мени симметрирующего регулируе. мого фильтра низкой частоты; бА - коэффйцйент, характеризующий ско.рость увеличения Тво времени,Введем обозначение Тп 1:х - наибольшая постоянная времени симметрируюшего нерегулируемого фильтра низкой частоты, при которой искажения сигнала датчика температуры являются предельно допустимыми.Для обеспечения искажений сигнала датчика температуры меньше допустимых величин Тнач Тща(по крайней мере в 10 - 20 раэ).В начальные моменты временикогда постоян. иая времени много меньше Т,а(так как Тнач (Тща) происходит быстрое установление напряжения на выходе симметрирующего регу. лируемого фильтра низкой частоты 3, поэтому искажения сигнала датчика температуры 1 мень. ше допустимых. Увеличение постоянной времени Те) симметрирующего регулируемого фильтра низкой частоты 3 во времени приводит к увеличивающемуся во времени подавлению элек. трйческих помех (см. временную диаграмму 14), Причем, широкополосные электрические помехи к моменту времени т подавляются в2у 4 Гунеч г А ттт - тг) уе реэ. увеличение А лрн. водит к увеличению йодавления электрических помех симметрирующим регулируемым фильтром низкой частоты, при этом искажения сигнала датчика температуры определяются, в основном, величиной Тнач, поэтому уменьшением Тн можно уменьшать искажения сигнала дат. чика температуры, Таким образом, в предло. женном устройстве обеспечивается как требуемое подавление электрических помех, так и требуемые допустимые искажения сигнала датчика температуры.Таким образом, введение в устройство для измерения температуры по авт. свид. 9 389418 дополнительно симметрирующего регулируемого фильтра низкой частоты с входами управляющих сигналов, блока формирования управляю. щих сигналов позволяет обеспечить симметрирование входных целей устройства для измерения температуры, относительно общей точки ("земли") устройства, при подключении датчи. . ков температуры различных каналов измерения температуры, а также уменьшить искажения сигналов датчиков температуры при подавленииширокополосных электрических помех, то есть повйсить точность измерения температуры. Формула изобретения Устройство для измерения температуры поавт, свид. Р 389418, отличающееся тем,что, с целью повышения точности измерения, внего введены симметрирующий регулируемыйфильтр низкой частоты с входами управляющихсигналов, блок формирования управляющих сиг.7. .17,5 б 5 1. Авторское свидетельство СССР 8 ф 454432,5 кл. 8 01 К 7/02, 1972. 2. Авторское свидетельство СССР Мф 370481, кл, 6 01 К 7/1 О, 1970, 3. Авторское свидетельство СССР Иф 389418, кл, 6 01 К 7/02, 1971 (прототип). Заказ 9824/ Подписное ЦНИ 7 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектн капов,причем выходы ключа управления через ,симметрирующий регулируемый фильтр низкой частоты подключены к, измерительной цепи, вы. ходы блока формирования управляющйх сигЙлов соединены с входами уйравляющих сйгналов симметрирующего регулируемого фильт. ра низкой частоты, а входы блока формирования управляющих сигналов йодключены к источнику управляющего сигнала. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе