Способ поверки термопреобразователя сопротивления и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 1451560 А 1 Ш 4 С 01 К 15/00 8 т ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Ленинградский кораблестроитель" ный институт и Луцкий приборостроительный завод им.60-летия СССР (72) Г. П. Корешев, Б.В. Сударев, А.Н,Усков, Л.И.Костюк и Г,Я.Продоус (53) 536.53 (088,8)(56) Авторское свидетельство СССР У 1150497, кл. С 01 К 15/00, 1979.Приборы для измерения температуры контактным способом. /Под общ, ред. В.В.Бычковского. Львов: Вища школа, 1979, с.130-132.(54) СПОСОБ ПОВЕРКИ ТЕРНОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ . И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к области температурных измерений и позволяет сократить длительность процесса поверки путем исключения операции переноса термопреобразователя сопротивления (ТС) из среды с одной температурой в среду с другой температурой. При поверке ТС помещают в среду сбтемпературой 0 С, определяют соответствие значения сопротивления заданоному значению при О С, затем нагревает ТС до 100 С путем пропусканиятермочувала ТС;термочувта;ое тепло вительно ате с вительног удел лени ое сопроти между ТС и е конт тактирующим9 ковомБ - пл ним мас щадь пове ти конт та аг го, по тально ЬО = ЬдеЬО иЬО,ктрическое оесоответственно тщая и начальнаясти температур Тсреды; основание натура ьное но термочувст нта ТС при соп тивлениого эле тельн0 С;А - коэффициещий чувстрезистивнпературе,Выбор указаннотового импульса нчения практически т, характеризуюительность термо"го материала к темн логарифмов; текущее время; постоянная времени35ТС сдлительно стобходим для еде.ператутветст в данноиения ТС песле достижй 0 С, оп абатическо деляют с через ТС тестового тока, определяют длительности и амплитуды и определяют соответствие значения его сопротивления заданному значению. ТестоВый импульс тока в устройстве для поверки ТС формируют с помощью генератора 6 тестового импульса, задатчика 8 длительности тестового импульса и пускового ключа 3. Определение отклонения сопротивления ТС от зао о данно го значения при О С и 100 СИзобретение относится к области температурных измерений и предназначено для поверки термопреобразователей сопротивления (ТС).Цель изобретения - сокращение длительности процесса поверки путем исключения операции переноса ТС из среды с одной температурой в среду с другой температурой.На чертеже изображена схема уст О ройства для осуществления предлагаемого способа.Способ осуществляют следующим образом.Помещают поверяемый ТС в любую 15осреду с температурой равной 0 С, и выдерживают в этой среде поверяемый ТС в течение интервала времени ЬС до достижения указанной температуры. Длительность времени выдерживания 20 зависит от начальной температуры ТС и требуемой точности поверки. В каждом конкретном случае оно может быть определено из анализа процесса установления температуры ТС, который опи сывается выражением осуществляют с помощью компараторав11, 12,17,18,источников эталонногонапряжения 9,10, блоков 13,19 логики,источников 15,16 образцового напря"жения и блоков 14,20 индикации. Пусковой ключ 3, блок 5 управления пусковым ключом, реле 4 обратного токаи источник 2 измерительного токаобеспечивают подачу измерительноготока на ТС при 0 С, 2 в.п, ф-лы,1 ил,значения его сопротивления заданному значению.Пропускают через ТС прямоугольный тестовый импульс тока длитель- ностью Н+ Ьяя массовая теплоемочувствительного элемен окружающим массивом; фициент, определяющий ень отклонения процесса ева ТС от адиабатическолученный эксперимен1451560 40 45 50 55 характера нагрева термочувствительного элемента ТС.Выбранная по данному выражениювеличина тестового тока обеспечиваетнагрев ТС от 0 С до +100 С к моментуокончания тестового импульса длителькостью Г .После пропускания импульса токаопределяют соответствие значениясопротивления ТС заданному значению.Устройство для осуществленияпредлагаемого способа содержит поверяемый ТС 1, источник 2 измеритель"ного тока, пусковой ключ 3, реле 4обратного тока, блок 5 управленияпусковым ключом, генератор 6 тестового импульса, ключ 7, задатчик 8 длительности тестового импульса, дваисточника 9 и 10 опорных напряжений,первый 11 и второй 12 компараторы,первый блок 13 логики, первый блок14 индикации, два источника 15 и 16образцовых напряжений, третий 17 ичетвертый 18 компараторы, второйблок 19 логики, второй блок 20 индикации, амплитудный селектор 21 идифференциатор 22.Пусковой ключ 3 является нормально разомкнутым ключом. Он приводится в замкнутое состояние вручную иостается в замкнутом состоянии дополучения сигнала от блока 5 управления пусковым ключом,Реле 4 обратного тока должно обладать высоким быстродействием и односторонней проводимостью тока в направлении от входа, на который подается измерительный ток от пускового клю а 3, к выходу, связанному с поверяемым ТС 1,Блок 5 управления пусковым ключом может быть реализован на основе генератора одиночного импульса, работающего в ждущем режиме и вырабатывающего выходной сигнал с задержкой времени, равной 1 с, после поступления входного сигнала.Ключ 7 является нормально разомкнутым ключом и должен иметь высокое быстродействие, Длительность замкнутого состояния ключа 7 определяется задатчиком 8 длительности тестового импульса, который может быть выполнен на основе управляемого генератора одиночного импульса, длительность которого может регулироваться.Компараторы 11, 12, 17 и 18 вырабатывают дискретные выходные сигналы логической единицы в моменты равенства входных напряжений и выходные сигналы логического нуля при неравенстве входных напряжений,Блоки 13 и 19 логики вырабатываютвыходной сигнал логической единицыв случае, когда выходной сигнал компараторов 11 и 17 есть логическаяединица, а выходной сигнал компараторов 12 и 18 есть логический нуль, исохраняют свой выходной сигнал логической единицы в течение 5 с независимо от изменения за это время выходных сигналов компараторов 11,12,17и 18, По истечении 5 с выходной сиг"нал логической единицы автоматическименяется на выходной сигнал.логического нуля. При других сочетанияхвходных сигналов они вырабатываютвыходной сигнал логического нуля.Каждый из блоков логики может состоять, например из элемента НЕ, подключенного к одному из входов двухвходового элемента И, и таймера,подключенного к выходу элемента И.Таймер вырабатывает, сигнал логической единицы в течение 5 с после подачи на его вход сигнала логическойединицы с выхода элемента И. 10 15 20 25 30 Амплитудный селектор 21 является ограничителем входного электрического сигнала по минимуму. Он не пропускает на выход электрические сигналы,уровень которых не соответствует логической единицеБлоки 14 и 20 индикации формируют сигнал "Соответствует норме" при поступлении на их входы сигнала логической единицы и сигнал "Не соответствует норме" при поступлении .на их входы сигнала логического нуля.Устройство для осуществления пред. лагаемого способа работает следующим образом.Поверяемый ТС 1 помешают в средудс температурой, равной 0 С, и выдерживают в этой среде поверяемый ТС 1 в течение определенного времени.Регулируют задатчик 8 длительности тестового импульса таким образом, чтобы длительность выработанного импульса была бы равна ч, Значение напряжений источников 9 и 10 опорного напряжения устанавливают равным П+ЛП и П - ЛП, где 11 - напряжение, соответствующее номина:ному значению сопротивления ТС при 0 С, ЛПдопустимая погрешность измерения,пропорциональная допустимому значению отклонения сопротивления. ТС отноминального.Значение напряжений источников15 и 16 образцового напряжения устанавливают равным. соответственно 0 о++Дф и Б,б-ЬП, где Цоо - напряже,:ние, пропорциональное номинально"му значению сопротивления ТС при .100 С; ДП - допустимое отклоне"ние,Замыкают пусковой ключ 3, вследст"вие чего поверяемый ТС 1 оказываетсяподключенным к выходу источника 2измерительного тока через реле 4обратного тока и на немфразвивается1падение напряжения Ц, пропорциональ.оное его сопротивлению при 0 С, кото"рое поступает на входы всех компараторов.Как только на выходе пусковогоключа 3 появляется напряжение, онопоступает на вход блока 5 управленияпусковым ключом, который с задержкойвремени равной 1 с, вырабатывает сигнал, переводящий пусковой ключ 3 иззамкнутого состояния снова в разомкнутое, при этом подача измерительно"го тока к поверяемому ТС прекращается, Выдержка времени, равная 1 снеобходима для того, чтобы блок 5 неприпятствовал ручному управлениюключом 3. Если сопротивление ТС при 0 С находится в пределахдопуска,- то блок 13 логики по сигналам с компа" раторов 11 и 12 выработает на выходе сигнал логической единицы и,будут сохранять его неизменным н течение 5 с, что необходимо для его надежно" го восприятия оператором, При этом, блок .14 индикации будет выдавать сигнал "Соответствует норме".Если сопротивление ТС оказывается меньше минимально допустимого значения или больше максимально допустимого значения, то на выходе блока 1411 индикации будет выработан сигнал Неисоответствует нормеВыходной сигнал блока 13 логики поступает также на вход амплитудного селектора 21, которьй пропускает на выход только сигнал логической единицы, Необходимость введения в устройство амплитудного селектора 21 обусловлена тем, что сигнал логического нуля может иметь напряжение5 10 15 20 Выходной сигнал задатчика 8 длительности тестового импульса переводит ключ 7 из разомкнутого состоянияв замкнутое состояние на время с,В течение этого времени ток с заданной амплитудойот генератора 6тестового импульса проходит через ТС1, создавая на нем падение напряжения У и нагревая его к моментуокончания тестового импульса доо100 С,Напряжение Б 1. поступает навходы всех компараторов,оЕсли сопротивление ТС при 100 Снаходится в пределах допуска, тоблоки 14 и 20 индикации практическиодновременно с приведением пусковогоключа 3 в замкнутое состояние будутформировать сигналы "Соответствуетнорме".Если сопротивление ТС при 100 Соказывается меньше минимально до устимого или больше максимально допустимого, то к моменту окончания тестового импульса будет наблюдаться следующее соотношение входных сигналовкомпараторов 17 и 18: в первом. случае Бс: П,О,-ДБ; во втором случаеУ ) Б, +ЬБ . В обоих случаях блок 19логики будет вырабатывать на выходесигнал логического нуля, вследствиечего блок 20 индикации будет форми -ровать сигнал "Не соответствуетнорме". 30 35 40 45 50 55 больше нуля, что может нарушить правильное функционирование устройства.С выхода амплитудного селектора 21 сигнал логической единицы постунает на вход дифференциатора 22, который вырабатывает выходной электрический импульс в момент времени, соответствующий переднему фронту выходного сигнала амплитудного се."-. лектора 21, Длительность этого импульса меньше длительности тестового импульса, Необходимость введения в устройство дифференциатора 22 1обусловлена тем, что сигнал логической единицы, вырабатываемый блоком 13 логики, имеет длительность 5 с, что может нарушить правильность функ" ционирования задатчика 8 длительности тестового импульса. Выходной импульс дифференциатора 22 поступает на вход задатчика 8 длительности тестового импульса, который вырабатывает одиночный импульс с длительностью фь7 1451560Длительность рабочего цикла устройства складывается фактически иэ длительности тестового импульса(обычно не более 3 миллисекунд) и5 длительности формирования выходных сигналов блоками 20 и 14 индикации (порядка нескольких секунд). й Рц=С ш1-8 фс амплитудой где С лемен т адиабатичеспротивлени го еское номинальное элект сопротивление тер тви Формула изобретения 1. Способ поверки термопреобразователя сопротивления, заключающийся в помещении термопреобразователя сопротивления в среду с температурой о0 С, выдерживании в ней до достижения указанной температуры, определении соответствия значения сопротивления при температуре 0 С заданномуозначению, нагревании термопреобраэо" вателя сопротивления до 100 С и определении соответствия значения его сопротивления при 100 С заданному значению, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения длитель-. ности процесса поверки, нагрев термопреобразователя сопротивления:доо100 С осуществляют путем пропускания через него тестового импульса тока длительностью едняя массовая теплоемк ст термочувствительного материала термопреобразователя сопротивления; щ - масса термочувствительного удельное тепловое сопротивление контакта между термопреобразователем сопротивления и контактирующим с ним массивом;площадь поверхности контактатермочувствительного элемен" та с окружающим массивом;коэффициент, определяющийстепень отклонения процессанагрева термопреобразователя тельного элемента термопреобразователя сопротивленияпри .0 С;А коэффициент, характеризующийчувствительность терморезистивного материала к температуре,2. Устройство для поверки термо 10 преобразователя сопротивления, содержащее термопреобразователь сопротивления, источник измерительноготока, генератор энергии тестовогоимпульса, эадатчик длительности тес 15 тового импульса, ключ, первый входкоторого связан с выходом генератораэнергии тестового импульса, второйвход - с выходом задатчика длительности тестового импульса, а выход 20 с термопреобразователем сопротивления, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью сокрашения длительностипроцесса поверки, оно снабжено четырьмя компараторами, двумя истечни 25 ками опорного напряжения, двумя источниками образцового напряжения,двумя блоками индикации, двумя блоками логики, амплитудным .селектором,дифференциатором, реле обратноготока, блоком управления пусковымключом и пусковым ключом, вход которого соединен с выходом источникаизмерительного тока, управляющийвход соединен с выходом блока управления пусковым ключом, а выход - с35входом блока управления пусковымключом и через реле обратного токаподключен к первым входам всех компараторов, термопреобразователю сопро 40 тивления и выходу электронного ключа, при этом вторые входы первого ивторого компараторов соединены соответственно с выходами источниковопорного напряжения, а выходы подключены к входам первого блока логи 45ки, выход которого соединен с входомпервого блока индикации и через последовательно включенные амплитудныйселектор и дифференциатор подключенк управляющему входу задатчика длительности тестового импульса, причемвыход второго блока логики соединенс входом второго блока индикации, авходы второго блока логики соединеныс выходами третьего и четвертогокомпараторов, вторые входы которыхподключены соответственно к выходамисточников образцового напряжения.