Цифровой измеритель температуры

СОЮЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 119) (11) ЗШС 01 К 716 Г ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ЗСР;Ой)Щу, цОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(72) В.Б.Здеб, Р.Н.Огирко, Е.И.Шморгун, Г.Г,Туровций и В.А.Яцук (71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола и Мукачевский приборостроительный завод "Мукачевприбор" (53) 536,53(088.8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 922534, кл. С 01 К 7/16, 1980.2, Авторское свидетельство СССР У 970133, кл. С 01 К 7/02, 1981 (прототип) .(54)(57) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащий первичный измерительный преобразователь температуры, источник напряжения смещения, подключенный к первому вхоцу коммутатора выход которого через интегратор и нуль-орган подключен к первому входублока управления, выходы которого подключены к второму входу коммутатора, схеме индикации полярности, цифровому отсчетному устройству, схеме линеаризации и первым входам двух селекторов, вторые входы которых соединены с выходом генератора опорной. частоты, при этом выход первого селектора через схему линеаризации подключен к цифровому отсчетному устройству, а выходы второго селектора подключены к входам реверсивного сче"чика, выход которого соединен с вторым входом блока управления, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения температуры при использовании в качестве первичного измерительного преобразователя термопреобразователя сопротивления, в него введены повторитель напряжения, два переключателя, источник тока, последовательно соединенные первый и второй образцовые резисторы и суммирующий усилитель, входы которого соединены с подвижными контактами переключателей соответственно, управляющие входы которых соединены. с выходами блока управления, первые вхо.ды соединены с общим проводом усилителя, а вторые входы соответственно подключены к точке соединения образцовых резисторов и точке соедчнения первого соединительного провода термопреобразователя сопротивления с пер. фф вым выводом источника тока, второй вывод которого через второй и первый образцовые резисторы и второй соединительный провод подключен к второму выводу термопреобразователя сопротивления, соединенному через третий соединительный провод с общим проводом усилителя, при этом потенциальные выводы второго образцового резистора через повторитель напряжения подключены к третьему входу коммутатора, четвертый вход которого соединен с выходом суммирующего усилителя.Изобретение относится к областитермометрии и может быть использовано при создании цифровых щитовых измерителей температуры, работающихв комплекте с терморезистивными преобразователями,Известен цифровой измеритель температуры, содержащий термопреобразователь сопротивления, один из вы-.водов которого первым проводом линии 1 Освязи соединен с зажимом источникатока, вторым проводом - с образцовымрезистором, аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединенс реверсивным счетчиком, блок управления, блок индикации, переключатель И 2.Однако такое устройство не обеспечивает линеаризации характеристикитермопреобразователя. 20Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является цифровой измеритель температуры, содержащий первичный измерительныйпреобразователь температуры, источник напряжения смещения, подключенный к первому входу коммутатора, выход которого через интегратор и нуль"орган подключен к первому входу блока управления, выходы которого под- ЗОключены к второму входу коммутатора,схеме индикации полярности, цифровому отсчетному устройству, схеме линеаризации и первым входам двух селекторов, вторые входы которых соединены с выходом генератора опорной час"тоты, при этом выход первого селектора через схему линеаризации подключен к цифровому отсчетному устройству, а выходы второго селектора 4 Оподключены к входам реверсивногосчетчика, выход которого соединен свторым входом блока управления С 2.Недостатком этого измерителя тем"пературы является низкая точность йз.45мерения при использовании в качест"ве первичного измерительного преобразователя температуры термопреобразователя сопротивления с цепью питания, так как в этом случае на точность измерения температуры будетоказывать влияние изменение сопротивления подводящих проводов, изменение тока.в цепи питания термопреобразователя сопротивления,55Цель изобретения - повышение точ 1, ности измерения температуры при использовании в качестве первичного иэмерительного преобразователя термопреобразователя сопротивления.Поставленная цель достигается тем, что в цифровой измеритель температуры, содержащий первичный измерительный преобразователь температуры, источник напряжения смещения, подключенный к первому входу коммутатора, выход которого через интегратор и нуль-орган подключен к первому входу блока управления, выходы которого подключены к второму входу коммутатора, схеме индикации полярности, цифровому отсчетному устройству, схеме линеаризации и первым входам двухселекторов, вторые входы которых сое. динены с выходом генератора опорной частоты, при этом выход первого селектора через схему линеаризации,устройству, а выходы второго селектора подключены к входам реверсивного счетчика, выход которого соединен с вторым входом блока управления, введены повторитель напряжения, два переключателя, .источник тока, после-довательно соединенные первый и второй образцовые резисторы и суммирующий усилитель, входы которого соединены с подвижными контактами переключателей соответственно, управляющиевходы которых соединены с выходами блока управления, первые входы соединены с общим проводом усилителя, а вторые входы соответственно подключены к точке соединения образцовых резисторов и точке соединения первого соединительного провода термопреобразователя с первым выводом источника тока, второй вывод которого через второй и первый образцовый резисторы и второй соединительный провод подключен к второму выводу термопреобразователя сопротивления, соединенному через третий соединительный про. вод с общим проводом усилителя, при этом потенциальные выводы второго образцового резистора через повторитель напряжения подключены к третьему входу коммутатора, четвертый вход которого соединен с выходом суммирующего усилителя.На чертеже изображена структурная схема цифрового измерителя температурыЦифровой измеритель температуры содержит повторитель 1 напряжения, источник 2 тока, первый образцовый% = Цсм+ ч 30 где ц - напряжение источника напряжения смещения;й - напряжение дрейфа нуля суммирующего усилителя, при. - веденное к его выходу.В качестве образцового напряжения используется напряжение ц на втором образцовом резисторе 8 40 ц, =та,+дп, где 1 - ток в измерительной цепи;К в . сопротивление второго об,йразцового резистора 8;Ьд дрейф нуля повторителя напряже ния .Время интегрирования напряжения ц 4 задается схемой управления и выбирается равным периоду переменного напряжения питающей цепи. 50В результате преобразования напряжения Ц, формируется интервал време-; ни где Т - время интегрирования напряжения ц,; Э 1116резистор 3, термопреобразователь 4сопротивления, первый 5, второй 6 итретий 7 соединительные провода, второй образцовый резистор 8, первый 9 ивторой 10 переключатели, суммирующий усилитель 11, источник 12 напряжения смещения, коммутатор 13,;интегратор 14, нуль-орган 15, схему16 управления, генератор 17 счетныхимпульсов, первый 18 и второй 19 10селекторы, схему 20 линеаризации,цифровое отсчетное устройство 21,реверсивный счетчик 22 и схему 23индикации полярности,Цифровой измеритель температуры 15работает в два цикла следующимобразом.В исходном состоянии реверсивныйсчетчик 22, схема 20 линеаризациии цифровое отсчетное устройство 21 20обращены в нуль, подвижные контактыпереключателей 9 и 10.через первыеконтакты подключены к общему проводу усилителя 11.Измерения проводятся методом двух. 25кратного интегрирования.В первом цикле измеряется напряжение Ац - напряжение дрейфа нуля интегратора 14;и (. - постоянные времени интегратора в первом и втором тактах преобразования соответственно.Промежуток времени Г заполняется импульсами, следующими с генератора 17 счетных импульсов через второй селектор 19 на суммирующий вход реверсивного счетчика 22, в результате чего в реверсивный счетчик 22 записывается числоН= 5,где Й - частота генератора счетныхимпульсов.Во втором цикле работы входы суммирующего усилителя 11 посредством переключателей 9 и 10 подключаются к точке соединения источника 2 то" ка с первым соединительным проводом 5 и к точке соединения образцовых резисторов, в результате чего относительно общего провода к первому входу суммирующего усилителя 11 приложено напряжениец = 1(К, + г ),где К - сопротивление термопреобра-тзователл чг - сопротивление первого соеди. кительного провода 5,к второму входу усилителя - напряже-ние1(о + г),где К - сопротивление первого образцового резистора;г - сопротивление второго соегдинительного провода 6, а на выходе усилителя - напряжение.Т о 4 й фгде К - коэффициент усиления суммирующего усилителя.Напряжение ц совместно с напряжением Ц 411 от источника 12 напряжения смещения поступает на вход интегратора 14. В качестве опорного как и в первом цикле, используется падение напряжения ц на втором образцовом резисторе 8.В результате преобразования напряжения ц формируется интервал времени"2 Ти+п Ьи Интервал времениформируется сигналом подключения к входу интегратора 14 напряжения Б и сигналом, фиксйрующйм срабатывание нуль-органа 15, При подключении напряжения 0 к входу интегратора через второй селектор на вычитающий вход реверсивного счетчика 22 начинают поступать импульсы с генератора 17 счетных импульсов. Первый селектор 18 по команде со схемы 16 управления разрешает, 15 прохождение импульсов с генератора 17 счетных импульсов через схему ли неаризации 20 на цифровое отсчетное устройство 21 в промежутке между срабатыванием нуль-органа 15 и пере 20 ходом через ноль реверсивного счетчика 22, Учитывая, что срабатывание нуль-органа 15 фиксирует окончание интервала времени С, а переход через ноль реверсивного счетчика 2225 окончание интервала времени Сг, можно определить время прохождения импульсов через первый селектор 18. / Ь( преоб ния, гд и ова На цифровое отсчетное устройствопоступает число импульсов- г ) Г . - фумыДля получО С выби г разования сх нкция прео линеариза ения отсч ают К= К циита относитель (оф),Устройство во втором цикле. в случае применения термопреобраэователя сопротивления с положительным темпера турным коэффициентом работает следующим образом.Если на вход схемы 16 управления первым поступает сигнал о переходе реверсивного счетчика 22 через ноль, что означает к) С, или Ет) Во, то схема 23 индикации полярности показы. вает знак "+", а схема 20 линеариэации реализует алгоритм функционального преобразования для температур больше СС.Если же на вход схемы 16 управления первым приходит сигнал, фиксирующий срабатывание нуль-органа, что означает Й ( С, или В ( К, то схема 23 индикации полярности показывает знак "-", а схема 20 линеаризации реализует алгоритм функционально го преобразования температур ниже 0 С,При работе с терморезисторами с от. рицательным температурным коэффициентом логика определения полярности обратная.По окончании второго цикла работы устройство приводится в исходное сос тояние.Предлагаемое устройство может работать лишь при НсмОумт.е. только при одной полярности входного напряжения интегратора 14,что позволяет уменьшить погрешности в области нулевых значений измеряемой температуры.Как показывают расчеты, погрешность измерения главным образом зависит от точности подгонки сопротивления соединительных проводов, а нестабильность элементов измерительной схемы при работе устройства без подстроек на протяжении нескольких тысяч часов приводит к погрешности, не превышающей 0,0357 от величины измеряемой температуры. Введение коррекции аддитивной составляющей погрешности устройства позволяет использо- вать вместо входного усилителя ИДМ-ка налом простой усилитель постоянного тока без каких-либо преобразований.111 Ь 329 Составитель В.Куликовактор Л.Веселовская Техред С,Легеза Корректор ПодписноеСР осударст ам изобр сква, Жжгород, ул. Проектная, 4 ал ППП"Патент", г Заказ 692 1/3 ВНИИПИ по д 113035Тираж 8 с 2 нного комитета ений и открытий 35, Раушская на