Устройство для многоточечного измерения температуры

ОЛ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик,ао 934252(6 ) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 1 О. 1 О. 80 (2) 2991671/18-10с присоединением заявки рй(53)М. Кл. С 01 К 7/02 3 ЪеуаарстееииЫ комитет СССР ао делам изабретеиий и открытий(91) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МНОГОТОЧЕЧНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах для многоточечного измерения температуры с помощью термометров сопротивления и термопар.Известно устройство для измерения ф температуры с помощью термометров сопротивления и термопар, содержащее датчики температурытермометры сопротивления или термопары ), подсоединенные через коммутатор к измеритель-.1 О ной цепи, выполненной в виде усилителя или мостовой схемы 11.Недостатком этого устройства явля" ется узкий диапазон измеряемых темпе" ратур.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату кпредлагаемому является устройство, содержащее термометры сопротивления, ключи коммутатора, источник тока, эталонное сопротивление сравнения и измерительную цепь, выполненную в виде усилителя. Наличие в устройстве эталонного сопротивления позволяет испольэовать его для измерения температуры в широком диапазоне, так как при этом на вход измерительной цепи поступает на весь сигнал от датчика температуры, а разность сигналов дат" чика и сопротивления сравнения 1;2".Недостатком этого устройства является его невысокая надежность, а также невозможность автоматизации про цесса измерения при работе устройст.- ва с. различными типами датчиков, термометрами сопротивления и термопарами, поскольку при измерениях посред" ством термопар необходимо отключить источник хода от термопары и подклю-. чить его к эталонному сопротивлению.Цель изобретения - повышение надежности устройства и автоматизации процесса измерения температуры.Поставлейная цель достигается тем, что в устройство для многоточечного .: измерения температуры, содержащее датчики температуры - термометры сопро 3 9342тивления и термопары, подключенныечерез токовые ключи коммутатора к источнику тока и через потенциальныеключи коммутатора к одному иэ входовсуммирующего усилителя, к другомувходу которого подключено эталонноесопротивление, и блок переключенияканалов, подключенный к управляющимвходам ключей коммутатора, введенывосемь ключей, при этом первый ключ 1 оподключен к выходам токовых ключейкоммутатора и к одному иэ полюсовисточника тока, второй, третий ичетвертый ключи подключены к ограни"читальному сопротивлению и к выходакличей коммутатора, пятый и шестойкличи подключены к тому же полюсуисточника тока и к общей точке суммирующего усилителя соответственно ик общей точке термометров сопротивления, седьмой и восьмой ключиподключены к общей точке суммирующего усилителя и эталонного сопротмвления соответственно и к второмуполюсу источника тока, и блок управ- д 5ления, соединенный с управляющимивходами всех восьми ключей, с вторым полюсом источника тока и с блоком управления переключения каналов.На чертеже представлена схемаустройства для многоточечного измерения температуры.Устройство для многоточечного измерения температуры содержит датчикитемпературы - термометры 1 сопротивления и термопары 2, токовые 3 ипотенциальные 4 ключи коммутатора,блок 5 переключения каналов, эталонное сопротивление 6 сравнения, ключи7- 13 анализа, суммирующий усилитель4 О14, ограничительное сопротивление15, источник 16 тока и блок 17 управления,Устройство работает следующим образом.Изменение температуры воздейст 45. вует на датчики 1 и 2 температуры,вызывая изменение сопротивления термометров сопротивления или ЭДС термопары (Е т).Сигнал на подключение очередногодатчика к измерительной цепи вырабатывается блоком 5 переключения каналов, который одновременно вырабатывает два последовательных импульса, поступающих на блок 1755управления и устанавливающих его поочередно в положения, соответствующие анализу обрыва датчиковых це 52пей и анализу типа подключенногодатчика,;С блока 17 управления сигнал,соответствующий анализу обрыва датчиковых цепей, поступает на ключи 9и 1 О анализа и открывает их, аключи 7, 8 и 11- 13 закрывает.Ток источника 16 тока протекаетпо цепи положительный полюс - ключ9 - ключ 3 - датчик температурыключ 4 - ключ 10 - отрицательныйполюс. В случае обрыва датчика между полюсами источника 16 тока напряжение возрастает до уровня, соответствующего поступлении на вход блока17 управления логической "1",На выходе блока 17 управленияпоявится сигнал, соответствующийобрыву датчиковой цепи, открывающийключи 7 и 8, через которые вместодатчика к входу усилителя 14 и к источнику 16 тока подключается ограничительное сопротивление 15, и ключ13, через который замыкается цепь тока источника 16 тока, и закрывающийключ 10, Величина ограничительногосопротивления 15 выбирается, исходяиз максимально допустимого входногонапряжения суммирующего усилителя 14,Если же обрыва датчика нет, тонапряжение на полюсах источника 16тока, поступающее на блок 17 управления, соответствует уровни логического "0" и ключи 7, 8 и 13 останутсязакрытыми. После проведения анализацелостности датчиковых цепей блок 17управления закрывает ключ 10 и открывает ключ 13. В случае подключенияк измерительной цепи термопары цепьтока окажется разомкнутой вследствиеотсутствия провода, соединяющегодатчик с общей точкой термометровсопротивления, и на полюсах источника16 тока появится высокий уровеньнапряжения, который поступает на входблока 17 управления, На выходе блока17 управления появится сигнал, соответствующий подключению термопары навход измерительного канала 1 ТП"), который закроет ключ 9 и откроет ключи11 и 12. Таким образом, на вход суммирующего усилителя поступают напряжения где О - напряжение на первом входе усилителя при подключении термопары;5 934252О - напряжение на втором входеусилителя при подключениитермопары;3 - ток источника тока;Вср- сопротивление сравнения.Выходное напряжение усилителя определяетсяОВьр =О фй=ЕтВсрВ случае подключения к данному каналу термометра сопротивления цепь 10 тока оказывается замкнутой, изменения состояния ключей не происходит, а на выходе блока 17 управления- сигнал, соответствующий подключению термометра сопротивления. На входц суммирующего усилителя 1 ч при этомпоступают напряжения О и О , равные соответственноО=З Вд+К);Я.О =- (срф 1 л)20 где О - напряжение на первом входеусилителя при подключениитермометра сопротивленияО - напряжение на втором входеусилителя при подклюцениитермометра сопротивлениями3 -, ток истоцника тока 1величина сопротивления датчика;ВсР - сопРотивление сРавнениЯ 1 . 30Й - величина сопротивления одного провода линии, соединяющей датчик с входами ключейкоммутатора и общей точкойтермометра сопротивления. ИВыходное напряжение усилителя определяется выражениемЬЫх. О =Эй =ЗРТаким образом, введение новых элементов - ключей анализа, блока управления и ограничительного сопротивления повышает надежность устройст" ва, особенно в аварййных ситуациях в случае обрыва термометров сопро 45 тивления или термопар), и обеспеци" вает автоматизацию процесса измерения температуры различными типами дат" чиков, как термометрами сопротивления, так и термопарами, цто делает устройство более универсальным и приводит к снижению габаритно-весовых характеристик систем измерения тем" пературы. Предлагаемое устройство надежнее известных и позволяет снизить объем и вес систем измерения емпературы примерно в два раза.формула изобретенияУстройство для многоточечного из"мерения температуры, содержащее датчи"ки температуры - термометры сопротив"ления и термопары, подключенные черезтоковые ключи коммутатора к источнику тока и через потенциальные ключикоммутатора к одному из входов суммирующего усилителя, к другому входукоторого подключено эталонное сопротивление, и блок переключения каналов,подключенный к управляющим входамключей коммутатора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышениянадежности устройства и автоматиза-.ции процесса измерения, в него введены восемь ключей, при этом первыйключ подключен к выходам токовых ключей коммутатора и к одному из полюсов источника тока, второй, третийи четвертый ключи подключены к огра"ничительному сопротивлению и к выхо"дам ключей коммутатора, пятый и шес"той ключи подключены к тому же полюсу источника тока и к общей точкесуммирующего усилителя соответствен-,го и к.общей точке термометров сопротивления, седьмой и восьмой ключиподключены к общей точке суммирующего усилителя и эталонному сопротив"ление соответственно и к второмуполюсу источника тока, и блок управления, соединенный с управляющими вхо"дами всех восьми ключей, с вторымполюсом источника тока и с блокомуправления переключения каналов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССРйф. 3894 18, кл. С 01 К 7/02, 19712. Патент ВеликобританииМ 1204151, кл. С 1 М 1976 (прототип) .934252 Составитель Н. ГоршковТехред Е, Харитончик орректор М.Кос У ак ка венного комите етений и откры-35, Раушская на иал ПП Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4 3/34 ТиВНИИПИ Государспо делам изоб113035, Москва,ПодписноеССР д.4/5