Устройство для измерения температуры

ОПИСАНИЕ ИЗОБР ЕТЕ Н И Я 777480 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(45) Дата опубликования описания 04,12.80(51) М Кл з С О 1 К 7/20 Государственный комитет по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-физический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ Изобретение относится к технике измерения температуры и предназначено дляиспользования в медицине, биологии, а также для измерения температуры объектов снестационарными теплофизическими параметрами.Известны схемы устройств для измерения температуры, в которых используютсякорректирующие цепи для увеличения быстродействия 11).ОНедостатком устройства является малаяточность измерения при быстрых изменениях температуры, так как оно не учитываетизменение постоянной времени переходнопопроцесса на выходе датчика. 15Известно также устройство, содержащеепреобразователь температуры, два дифференциатора, логарифмический усилитель,масштабный усилитель, сумматор и ретистрирующий прибор (21,20Однако так как результат измеренияпропорционален абсолютным величинампроизводной и изменяемого весового коэффициента, то погрешность результата равнасумме погрешностей двух дифференциаторов, 25логарифмического усилителя и усилителя,управляемого напряжением, что ограничивает возможность получения необходимогорезультата при повышении требований кточности. Кроме того, устройство имеет низкую технологичность и громоздкость - блоки логарифмическото усилителя и усилителя, управляемого напряжением, требуют сложной, индивидуальной настройки и занимают значительную часть объема оборудования Кроме того, отмечается невысокая точность в случае, если постоянная времени переходного процесса нестандартна, т. е. изменяется в процессе измеренияЦелью изобретения является повышение точности измерений,Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения температуры, содержащее преобразователь температуры, подключенный к дифференциатору, сумматор и регистрирующий прибор, введены первый и второй пороговые блоки, первый и второй блоки запоминания с управляющими входами и дифференциальный усилитель, причем входы пороговых блоков подключены к выходу дифференциатора, а выходы - к 1 правляющим входам соответственно первого и второго блоков запоминания, вход псрвсто блока запоминания и один вход дифференциального усилителя подключены к прсобразователю температуры, а выход первого блока запоминания подключен к другому входу дифференциального усилителя, выход которого подключен к одному из входов сумматора, другой вход которого под10 ключен к преобразователю температуры, а выход - к входу второго блока запоминания, выход которого подключен к регистрирующему прибору.На фиг,показана структурная схема предлагаемого устройства.Устройство для измерения температуры содержит преобразователь температуры 1, дифференциатор 2, первый блок запоминания 3, дифференциальный усилитель 4, первый и второй пороговые блоки 5 и б, сумматор 7, второй блок запоминания 8 и регистрирующий прибор 9,Устройство работает следующим образом.После подключения датчика к объекту измерения на выходе преобразователя температуры 1 начинает нарастать напряжение У, (см фиг, 2). Это напряжение поступает на входы дифференциатора 2, первого блока запоминания 3 и дифференциального усилителя 4. Так как на выходе блока запоминания отслеживается выходной сигнал преобразователя температуры, то до момента времени 1, на выходе дифференциального усилителя информация отсутствует (разность сигналов равна нулю), В момент времени 1, блок 5, на вход которого подается выходной сигнал днфференциатора срабатывает и посылает управляющий импульс У на вход первого блока 3, последний фиксирует на своем выходе выборку У,. После момента времени 1, на зыходе усилителя 4 начинает нарастать напряжение, пропорциональное передаче К дифференциального усилителя. В момент времени 12 срабатывает второй пороговый блок б, На выходе сумматора в этот момент формируется сигнал У;, в соответствии с выражением У 5 = У 5(12)= У 2 + КЛК где У 2 - сигнал на выходе преобразователя температуры в момент вре- МЕНИ 12; ЛУ - разность сигналов на выходе преобразователя температуры в моменты времени Если выбрать величину коэффициента передачи К дифференциального усилителя при данном отношении порогов срабатывания пороговых блоков В = У 2 УравнымВК= -- , то значение У-фиксируемое в1 - Вмомент времени 12 на выходе второго блока 8, равно У-, = У т. с, равно искомой величине независимо от величины постоянной времени переходного процесса,Результат измерения в предлагаемом устройстве определяется по самой переходной характеристике датчика температуры с 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 помощью двух выборок с пост 1 оянным коэффициентом, а момент второй выборки определяется не абсолютным значением производной, а отношением значений производной в точках 12 и 1 при этом само отношение производных измерять не требуется, Это приводит к качественному улучшению погрешности дифференциатора. Изменение собственной постоянной времени и частотные искажения практически полностью компенсируются. Это снижает требования к днффсренциатору и упрощает его констр"киню. Предлагаемое устройство также позволяет производить точные измерения и при нсстацнонарности постоянной времени переходного гроцесса На фпг, 3 представлены экспериментальные зависимости коэффициента К передачи дифференциального усилителя, нсобходимого для получения точного резул тата при данном отношении В, На фиг. 3 кривая 1 соответствует случаю стацнона;:ности постоянной времени переходн",то процесса в - -- в в ,; кривая П - слу 1 в -Вчаю увсличения постоянной во время переходного процесса; кривая 111 - уменьшению постоянной. При нестацнонарности постоянной времени мы всегда можем выбрать такую величину В, которая обеспечит заданную точность.Предлагаемое устройство отличается хорошей технологичностью, оно требует всего одной настрокки (подстройка величнны К прн данном отношении В порогов пороговых устройств), при этом сам процесс настройки не требует проведения температурных измерений. Формула изобрстення Устройство для измерения температуры, содержащее преобразователь температуры, подключенный к дифференциатору, сумматор и регистрирующий прибор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в устройство введены первый и второй пороговые блюки, первый и второй блоки запоминания с управляющими входами, дифференциальный усилитель, причем входы пороговых блоков подключены к выходу дифференциатора, а выходы - к управляющим входам соответственно первого и второго блоков запоминания, вход первого блока запоминания и один вход дифференциального усилителя подключены к преобразователю температуры, а выход первого блока запоминания подключен к другому входу дифференциального усилителя, выход которого подключен к одному из входов сумматора, другой вход которого подключен к преобразователю температуры, а выход - к входу второго блока запоминания, выход которого подключен к регистрирующему прибору. Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе: 1. Справочник по системотехнике. Подред, Р, Макола, Пер. с англ, - Советскоерадио, 1970, с, 478 - 479,2. Авторское свидетельство СССРб54 б 793, кл, 6 01 К 310, 1977,777480 Составитель Ю, АндрияновРедактор О. Филиппова Техред И. Заболотнова Корректор И, Осиновск Тип, Харьк. фил, пред. Пате 4 б МЬг, д Заказ 1471/1444 Изд.539 Тираж 729НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изо113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное ний и открытий