Устройство для измерения температуры

ОПИСАНИЕИЗЬБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пи 911181 Своз СоветсиикСоциалистическиРеспублик(23) ПриоритетОпубликовано 07.03.82, Бюллетень МДата опубликования описания 09.03,82(51)М. Кл. С 01 К 11112 1 Ьвудврстееыйкемтет СССР вв делам эабретейвткрмтй(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ 9 1 Изобретение относится к температурным измерениям, а именно к устройствам для измерения температуры по из.менению цвета термочувствительных элементов, и может быть использовано вэлектронной промышленности для неразрушающего контроля теплового режимаэлектронных схем.Известны устройства для измерениятемпературы, содержащие термохромныйиндикатор, оптиковолоконные передающиеи приемные каналы, фотоприемник и источник светового излучения. Принципдействия таких устройств состоит в изменении спектра отражения термохромного индикатора в зависимости от температуры 11Недостатком этих устройств являетсянизкая точность измерения температуры,обусловленная нестабильностью фотоприемника,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является устройство для . измерения температуры, включающее термохромный индикатор, оптически связанный с источником светового излученияи с регистратором, содержащим светофильтр с переменной длиной волн пропус-,к кания, блок настройки светофильтра, фтоприемник и блок записи информации2 .Недостатком известного устройстваявляется низкая точность измерения тем 10 ..пературы, обусловленная малым разрешением в области максимумов спектраотражения жидкокристаллического вещества при изменении температуры,Целью изобретения является повыше 1 Знне точности измерения температуры.Эта цель достигается тем, что в уст.ройство введены дополнительный регистратор, выполненный аналогично основно 20му и оптически связанный с термохромным индикатором, блок сравнения и вычислительный блок, вход которого черезблок сравнения соединен с выходами фотоприемников, его управляющие входы и3 91 1 выходы соединены соответственно с входами и выходами блока настройки светофильтров, пороговые и управляющие выходы соединены с управляющими входами блока управления, а информационный выход вычислительного блока подключен к : блоку записи информации.На фиг. 1 приведена схема выполне ния устройства для измерения температуры, цв фиг,"2 -.функциональная схема вычислительного блока; на фиг. 3 - спектральная характеристика светового потока, отраженного от термохромного индикатора, в зависимости от температуры. Схема устройства для измерения температуры содержит термохромный индикатор 1 температуры, выполненный на основе жидкокристаллического вещества, и находящиеся в тепловом контакте с обьектом 2 измерения температуры, источник 3 светового излучения, перадающий оптический канал 4 и приемный оптический канал 5, выполненные в виде жгута оптический волокон, светофильтры 6 и 7 с переменной длиной вопи пропус.квния, блоки 8 и 9 настройки светофильтров, фотоприемники 10 и 11, выходы которых подключены к входам блока 12 сравнения, представляюшего собой комцарвтор, выполненный на базе дифференциального усилителя постоянного тока, коммутации сигналов на входах которого при смене режимов сравнения осуществляется с помошью аналоговых ключей. Пороговый и управляюший входы и выходы узла 12 сравнения подключены к управляющему вычислительному блоку 13, информационный выход которого подключен к блоку 14 записи информации (фиг. 1).Схема вычислительного блока 13 содержит связанные между собой процессор 15 и блок 16 памяти, подключенные посредством ннтевфейсв 17 к устройствам 18-23 ввода-вивера информации; Уст ройство 18 ввода предназначено дпя ввода программ и выполнено в виде перфс считыввюшего устройства. Устройство 19 вывода предназначено для вывода информации и подключено к блоку 14 записи информации. Устройство 20 ввода-вывода предназначено для связи с блоком 12 сравнения. К нему поацпочен выход блока 12 сравнения, управляющий вход и через цифроаналоговый преобразователь 21 - пороговый вход (фиг. 2).В основу работы устройства положена экстремальная зависимость интенсивности потока света 3, отраженного термохромным индикатором, от длины волны рассеянного света 1 , однозначно связанная с температурой термохромного индикатора и определяемая формулойЭ= я ХК,т- Л 1,где Д - длина волны составляющейъспектра с максимальной интенсивностью;1 О Т - температура термохромногоиндикатора.Для большинства термохромных индикаторов спектральная характеристика симметрична относительно ординаты максим мума интенсивности, как показано нафиг. 3, где б - участки кривой с малойкрутизной; о - участки с большой крутизной,Устройство работает следующим образе зомТермохромный индикатор 1 вводят втепловой контакт с поверхностью объекта2, температура которой подлежит измерению. Включают осветитель 3, и световой поток по передающему оптическомуканалу 4 подается к термохромному индикатору 1. Отраженный от него световой поток по приемному оптическому каналу 5 подается через два независимыхсветофильтра 6 и 7 с переменной длиной волн пропускания нв два фотоприемника 10 и 11, выходные напряжения которых пропорциональны интенсивностипринятых световых потоков. Эти напряжения поступают на блок 12 сравнения,3где сравниваются как между собой, твки с пороговым сигналом, поступающимот управпяюшего вычислительного блока13 через устройство 20 ввода-выводаи цифроаналоговый преобразователь 21.4 ЯС другого выхода устройства 20 наблок 12 сравнения поступает сигнал, управляющий выбором сравниваемых напря-жений, Результаты сравнения поступают4в управляющий вычислительный блок 13,который вырабатывает сигнал перестройки, поступающий на блоки 8 и 9 настройки светофильтров 6 и 7. Исходные состояния этих светофильтров - два разныхконца рабочего диапазона; красный и синий, Перестройка светофильтров направлена навстречу друг другу, к серединедиапазона.Процесс перестройки светофильтровзаключается в том, что по сигналам5 ф управляющего блока 13 блоки 8 и 9настройки светофильтров перестраиваютдлину волны пропускания светофильтров6 и 7. Окончание перестройки свето5 911 фильтров проходит индивидуально при равенстве напряжений на выходе каждого фотоприемника и порогового напряжения вычислительного блока 13 в блоке 12 сравнейия. Первое пороговое напря жение О (фиг. 3) вырабатывается таким образом, чтобы сравнение выходных сигналов фотоприемников начиналось тогда, когда эти сигналы достигнут величины, соответствующей скатам спектраль ной характеристики.Управляющий вычислительный блок 13 по величине ) Х, ,с помощью,озаданной программы, основанной на конкретной зависимости интенсивности пото ка света 3 от длины волны Л рассеянного света термохромным индикатором, определяет первую оценку 1 щ абсциссы максимума Х и второе пороговое напряжение 0, а значит и направления очередной перестройки фильтров. Затем процедура перестройки Йовторяется и завершается получением значений Х и По ним вычисляется вторая оценка,1 г, погрешность оценки бРп и, если послед 25 няя превосходит некоторую заранее заданную величину, вычисляется следующее пороговое напряжение. В этом случае перестройка фильтров и последующий цикл вычислений повторяется до тех пор, пока 50 . погрешность оценки не опустится ниже заданного уровня. После этого вычисленное значением передается в блок 14 регистрации.Таким образом, предлагаемое устрой ство обеспечивает большую точность измерения температуры, так как в нем ис 81. 6;ключ ены ошибки измерения, обусловленные спектральной характеристикой термохромного индикатора.формула изобретенияУстройство для измерения температуры, включающее термохромный индикатор, оптически связанный с источником свето,вого излучения и с регистратором, содержащим светофильтр с переменной длиной волн пропускания, блок настройки светофильтра, фотоприемник и блок записи информации, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения температуры, в устройство введены дополнительный регистратор, выполненный аналогично основному и оптически связанный с термохромным индикатором, блок сравнения и вычислительный блок, вход которого через блок сравнения соединен с выходами фотоприемников, его управляющие входы и выходы соединены соответственно с входами и вьиюдами блока настройки светофильтров, пороговый и управляющий выходы соединены с управляющими входами блока сравнения, а информационный выход вычислительного бпока подключен к блоку записи информаИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США % 4016761,кл, 6 01 К 11/12, 1977. 2. Патент ГДР % 100549,кл. Я 01 К 11/12, 1976 прототип),Тираж,883сударст венного ам изобретений Москва, Ж,Подписное омитета СССР н открытий аушская набд.илиап ППП Пат од, ул. Про