Устройство для градуировки образцовых термопреобразователей в реперных точках

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 19) (И 1) 4 С 01 К 15/00 САНИЕ ИЗОБРЕТ У АВТОРСКОМУ С СССР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) Авторское свидетельство М 401897, кл. С 01 К 15/00,Н 05 В 1/00, 1971.Установка "Цинк", техническое описание и инструкция по эксплуатации. 16763 ТО, Целиноград, Целиноградский прибороремонтный завод. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ ОБРАЗЦОВЫХ ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ В РЕ ПЕРНЫХ ТОЧКАХ(57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повыситьпройзводительность градуировки. Устройство содержит блок 2 автоматического управления термостатом 1, включающий компенсатор 11 температурысвободных спаев термоэлектрическихпреобразователей, задатчики температуры металла 12 и термостата 13, коммутатор 14 для управления работойзадатчиков 12 и 13, дешифратор 15,счетчик 16 импульсов, ждущий мультивибратор 17, триггер 18 Шмитта, компаратор 19 с задатчиком уровня компарирования, усилитель 20 постоянноготока и регулятор 21 температуры. Введение новых элементов и образование.новых связей между элементами устройства позволяет осуществить дополнительный тепловой режим. Уменьшается разность между температурой затвердевания металла и температурой поддержания процесса затвердевания металла в термостате 1 по окончании 1255875процессов плавления, перегрева и переохлаждения металла. Это позволяет увеличить количество градуированных термопреобразователей за один процесс затвердевания металла. 3 ил, Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах контроля и градуировки образцовых термопреобразователей в реперных точках.Целью изобретения является повышение производительности градуировки путем уменьшения разности температур между температурой затвердевания металла и температурой термостата в процессе градуировки.На фиг.1 изображена блок-схемаустройства; на фиг.2 - кривые тепловых режимов термостата; на фиг.Зсхемы компенсатора температуры свободных спаев и задатчиков температуры,Устройство (фиг, 1) содержит термостат 1 и блок 2 автоматическогоуправления термостатом. Рабочеепространство термостата образуетсяцилиндрической стальной оболочкой 3,на наружной поверхности которой уложен нагреватель 4 и изолирован керамическими бусами, Теплоизоляционныйэкран 5 устанавливается коаксиальностальной оболочке 3, в которую вводится термоэлектрический преобразователь (ТП) 6, контролирующий температуру рабочего пространства термостата, Термостат комплектуется сменнымикапсулами, они предназначены для установки тигля 7 с металлом 8, Тигельснабжен верхним каналом 9, в которой вводится ТП 10, контролирующийтемпературу металла.Блок 2 управления термостатом устройства содержит компенсатор 11 температуры свободных спаев термоэлектрических преобразователей, задатчики12 и 13 температуры металла и темпе-ратуры термостата соответственно,коммутатор 14 для управления работойзадатчиков 12 и 13, дешифратор 15,счетчик 16 импульсов, ждущий мультивибратор 17, триггер Шмитта 18, компаратор 19 с задатчиком уровня компарирования, усилитель 20 постоянноготока и регулятор 21 температуры.5 Компенсатор 11 температуры свободных спаев может быть выполнен в видемостовой резистивной схемы (фиг.З) срезисторами 22-24 и медным термопреобразователем 25 сопротивления в плечах мостовой схемы, Одна диагональмостовой схемы подключена к Источнику питания (не показан), а другаявключена в цепь отрицательных термоэлектродов ТП 6 и 10. Эта схема обеспечивает компенсацию изменения температур свободных спаев как ТП 6, .таки ТП 10.В качестве задатчиков температурытермостата и температуры металла могут быть использованы резистивныемостовые схемы с постоянными резисторами 26-31 и переменными (весовыми) резисторами 32-37,включаемыми вплечи мостовых схем с помощью контактов 38-43 электромагнитных реле, входящих в состав коммутатора 14. Однадиагональ каждой мостовой схемы подключена к источнику питания, а другая включена в цепь соответствующего ЗО термоэлектрического преобразователя.Требуемое напряжение задания формируется на диагоналях мостовых схем привключении соответствующего переменного резистора,Визуальный контроль за температурой термостата и температурой металла осуществляется с помощью измерителей напряжения (не показаны) любого типа, подключаемых к термоэлектри ческим преобразователям,Устройство работает следующим образом.Исходя из известных значений температур плавления - температура Т 45 (фиг.2), переохлаждения - температу1255875 ся результирующий Сигнал, равный разности между значением сигнала, уста;новленного на задатчике 12 температура Т, затвердевания - температура Т металлов, используемых для реперных точек, на задатчике 12 температуры металла устанавливаются тепловые режимы: перегрева металла - значение температуры Т, выхода из пере- . охлаждения металла - значение температуры Т в соответствии с градуиробвочной таблицей выбранного типаТП 10. На задатчике 13 температуры 10 термостата устанавливаются тепловые режимы термостата: для плавления металла - значение температуры Т, для охлаждения металла - значение темпеРатуры Т, для поддержания процесса 15 затвердевания металла - значение температуры Т в соответствии с гра 8дуировочной таблицей выбранного типа ТП 6, контролирующего температуру термостата. 20Процесс осуществления фазового перехода (жидкий металл - твердый металл) начинается с разогрева рабочего пространства термостата до значения температуры Т, для осуществления25 плавления металла и поддержания этого значения температуры Т в процессе плавления металла со значения температуры плавления металла Т. Стабилизация значения температуры Т в 30 термостате осуществляется блоком управления по сигналу от ТП 6, контро-. лирующего температуру в термостате и подключенного последовательно к компенсатору 11 температуры свободных спаев. При этом сигнал ТП 6 и сигнал компенсатора 11 складываются, образуя суммарный сигнал. Суммарный сигнал поступает на вход задатчика 13 температуры термостата, на выходе ко-о торого формируется результирующий сигнал, равный разности между значением сигнала задатчика 13 температуры термостата и значением суммарного сигнала с выхода компенсатора 11 тем-д пературы свободных спаев. Результирующий сигнал поступает на вход регулятора 21 температуры, который по пропорционально-интегральному закону управляет мощностью на нагревателе 4 0 термостата и Формирует в термостате установленное значение темчературы ТПо окончании процесса плавления металла происходит перегрев металла до значения температуры Т, установ- у ленной на задатчике 12 температуры металла, при этом на выходе задатчика 12 температуры металла формируетры металла, и значением суммарногосигнала, определяемого суммой сигналов ТП 10 и компенсатора 11. Результирующий сигнал усиливается усилителем 20 постоянного тока и с его выхода поступает на вход компаратора19 с задатчиком уровня компарирования. При достижении результирующимсигналом уровня компарирования происходит опрокидывание компаратора 19и на его выходе Формируется положительный фронт напряжения. Для улучшения крутизны фронта напряжения сигнал с выхода компаратора 19 поступаетна триггер Шмитта 18, а с его выходасигнал запускает ждущий мультивибратор 17, на выходе которого формируется прямоугопьный импульс, поступающий на счетчик 16 импульсов. Двоичныйкод, записанный при этом на счетчике16 импульсов, с помощью дешифратора15 преобразуется в десятичный код.Сигналы с выхода дешифратора поступают на коммутатор 14, который подключает соответствующие переменные резисторы в задатчиках, устанавливая взадатчике 12 температуры металла значение температуры Т , определяющеезначение температуры выхода металлаиз переохлаждения, а в задатчике 13температуры термостата - значениетемпературы Т, определяющее глубинуохлаждения термостата. Это приводитк процессу переохлаждения металла.При достижении металлом значения температуры Т, которое определяетсяизвестным значением температуры переохлаждения металла, начинается процесс реголисценции (зародышеобразование кристаллов металла) и металлвыходит на процесс затвердевания. Придостижении металлом значения температуры Т, которое определяет значениетемпературы выхода металла из переохлаждения и установлено на задатчике 12 температуры металла, формируется результирующий сигнал на выходезадатчика 12 температуры металла,равный разности между значением сигнала, установленного на задатчике 12температуры металла, и значениемсуммарного сигнала, определяемогосуммой сигналов ТП 10, контролирующего температуру металла, и компенсатора 11. Резуль ирующий сигнал усили-,5 12 вается усилителем 20 и с его выхода поступает на вход компаратора 19, При достижении результирующим сигналом уровня компарирования на выходе компаратора 19 Формируется положительный фронт напряжения, который через триггер 18 запускает ждущий мультивибратор 17, на выходе которого Формируется прямоугольный импульс, поступающий на счетчик 16 импульсов. Двоичный код, записанный при этом на счетчике 16 импульсов, с помощью дешифратора 15 преобразуется в десятичный код, Сигналы с выхода дешифратора 15 поступают на вход коммутатора 14, который устанавливает в задатчике 13 температуры термостата значение температуры Т , определяющее температуру в термостате в процессе затвердевания металла, Стабилизация значения температуры Т в термостате,осуществляется по сигналу от ТП 6 с помощью регулятора 21 температуры, При этом разность между температурой затвердевания металла Т и температурой в термостате Та в предлагаемом устройстве значительно меньше, чем в известном устройстве. Осуществление дополнительного теплового. режима, направленного на уменьшение разности между температурой затвердевания металла и температурой поддержания процесса затвердевания металла в термостате по окончании процессов плавления, перегрева и переохлаждения металла, позволяет получить аттеетационный период ,-, в процессе затвердевания металла для градуировки образцовых термопреобразователей продолхительностью 300- 500 мин, который в 3-5 раз больше, т(47; 5875Ьчем в известном устройстве, а слвдовательно, увеличить количество градуированных термопреобразователей за один процесс затвердевания металла,5 Формула изобретения Устройство для градуировки образцовых термопреобразователей в репер ных точках, содержащее термостат,размещенные в нем нагреватель и тигель с металлом, термоэлектрическиепреобразователи для контроля температуры металла и рабочего простран ства термостата, подключенные черезкомпенсатор температуры свободныхспаев термоэлектрических преобразователей соответственно к задатчикутемпературы металла, соединенному со 20 входом усилителя постоянного тока,и задатчику температуры термостата,выход которого подключен к регулятору температуры, соединенному с нагревателем, коммутатор, соединенный 25 с задатчиком температуры термостата,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения производительностиградуировки путем уменьшения разности температур между температурой зат вердевания металла и температуройтермостата, в него введены последовательно включенные компаратор с задатчиком уровня компарирования, триггер Шмитта, ждущий мультивибратор,счетчик импульсов и дешифратор, выходы которого подключены к управляющимвходам коммутатора, соединенного с,задатчиком температуры металла, приэтом вход компаратора с задатчиком 40 уровня компарирования подключен квыходу усилителя постоянного тока.1255875 ставитель В.Куликхред И.Верес едактор В.Иванова Коррек Л.Патай одписноСССР го комите нии и открытии Раушская наб. изводственно-полиграфическо з 4813/41 ВНИИП по 11303Тираж 778 Государстве елам изобре Москва, Жпоедприятие, г.ужгород, ул.Проектная,