Устройство для измерения температуры

ель 7/00 54) УСТРОЙСТВОАТУРЫ57) Изобретение ЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕсит пера- нияся к темиэобретения тем турным измерениям. повышение точности пера премерпри ее изменен и ви не широких оторой гнал и мерен делах. Пр постоянной пре ы с емп ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Тернопольский фческий институт(56) АвторскоР 851117, кл,образователя 1 температуры черезсумматор 2 поступает на измерительный преобразователь 3, с выхода которого через схему 4 задержки поступает на первый вход преобразователя5, на второй вход которого поступаетсигнал из счетчика 6 времени, соответствующий времени эксплуатации преобразователя 1 температуры, При измене-нии температуры по команде дифференциатора 21 формирователь 22 закрывает с помощью ключей 13 и 9 входы запоминающих блоков 14 и 20, сбрасываетинтеграторы 11 и 12 и счетчик 10 импульсов, а также перебрасывает триггер 16, который переключает ключ 9,и на счетчик 10 поступают импульсывысокой частоты, .1 На вход преобразователя 5 поступают новые значениятемпературы эксплуатации и ускоренноизменяющееся время, 3 ил.Изобретение относится к температурным измерениям, а именно устройствам для измерения температуры с коррекцией погрешностей первичного преобразо вателя температуры, вызванных дрейФом его характеристики. По основному авт. св. В 851117 известно устройство для измерения тем О пературы, содержащее первичный преобразователь температуры, подключенный к первому входу сумматора, выход которого соединен с входом измерительного преобразователя, и Функциональ ный преобразователь, к первому входу которого подключен счетчик времени наработки первичного преобразователя температуры, состоящий из последовательно соединенных генератора опорной 20 частоты, делителя, управляющего ключа и счетчика импульсов, выход которого подключен к выходу счетчика времени наработки преобразователя температуры, а второй вход - к входу счетчика 25 времени наработки, к второму входу которого подсоединен второй вход управляющего ключа, подключенного третьим входом к выходу генератора опорной частоты, схему задержки и соеди ненные последовательно двойной интегратор по времени и температуре, второй Функциональный преобразователь, второй ключ, запоминающий блок, блок сравнения, триггер, формирователь и третий ключ, четвертый ключ, второй запоминающий блок, соединенные последовательно дифференциатор и второй формирователь, выход которого подклочен к входам второго ключа, триггера.40 счетчика времени наработки первичного преобразователя температуры, четвертого ключа, второго Функционального преобразователя и двойного интегратора, остальные входы которого 45 подсоединены к выходу счетчика наработки времени и схемы задержки, а выход подключен к второму входу четвертого ключа, подсоединенного выходом к второму запоминающему блоку, выход которого подключен к входу сумматора и второму входу третьего ключа, подсоединенного выходом к установочному вхоцу двойного интегратора, причем выход измерительного преобразователя подключен к дифференциатору и схеме задержки, соединенной выходом с Функциональным преобразователем, выход которого подключен к входу двойного интегратора, при этомвыход второго функционального преобразователя соединен с входом блокасравнения, а выход триггера подключен к второму входу счетчика временинаработки преобразователя температуры, причем второй функциональный преобразователь выполнен в виде интегратора по времени.Цель изобретения - повышение точности измерения температуры при ееизменении в широких пределах,На фиг. 1 приведена блок-схемаустройства; на фиг. 2 и 3 - графики,поясняющие работу устройства.Устройство содержит превичный преобразователь 1 температуры (термоэлектрический преобразователь) сумматор 2, измерительный преобразователь 3, схему 4 задержки, функциональный преобразователь 5, счетчик 6времени наработки первичного преобразователя температуры, генератор 7опорной частоты, делитель 8, управляющий ключ 9, счетчик 1 О импульсов,двойной интегратор 11, второй функциональный преобразователь 2, второйключ 13, запоминающий блок 14, блок15 сравнения, триггер 16, первый формирователь 17, третий 18 и четвертый19 ключи, второй запоминающий блок20, дифференциатор 21, второй формирователь 22, третий 23, четвертый 24,пятый 25 и шестой 26 запоминающиеблоки, блок 27 вычитания, дополнительный счетчик 28 импульсов, Формирователь 29 обратной функции, формирователь 30 экспоненты, умножитель 31 идополнительный блок 32 сравнения,Устройство работает следующим образом,При измерении некоторой постоянной температуры сигнал иэ первичного преобразователя 1 температуры ППТ 1) через сумматор 2 поступает на измерительный преобразователь 3, с выхода которого значение измеряемой температуры через схему 4 задержки поступает на первый вход функционального преобразователя 5, представляющего собой аналоговый или аналого-цифровой вычислительный блок, на второй вход которого поступает сигнал из счетчика 6 времени, соответствующий времени эксплуатации ППТпри измеряемой температуре, При этом на выходе функционального преобразователя 5 формирует 1377608ся сигнал, соответствующий значению полного дифференциала по температуре и времени усредненной зависимости дрейфа термопреобразователя. Этот сигнал интегрируется по времени и температуре в двойном интеграторе 1 и через четвертый ключ 19 и второй запоминающий блок 20 поступает на вход сумматора 2, производя коррекцию 0 дрейфахарактеристики ППТ 1 согласно математической модели дрейфа ППТ, реализуемой Функциональным преобразователем 5 и интегратором 11. Приизменении температуры по команде 5 дифференциатора 21 второй формирователь 22 закрывает с помощью ключей 13 и 19 входы запоминающих блоков 14 и 20, сбрасывает интеграторы 11 и 12 и счетчик 10 импульсов, а также перебрасывает триггер 16, Последний переключает ключ 9, и на счетчик 10 начинают поступать импульсы высокой частоты, При этом на вход функциональ ного преобразователя 5 поступает но-. 25 вое значение температуры эксплуатации и ускоренно изменяющееся время. Это вызывает быстрое изменение вьг" ходной функции функционального преобразователя 5, интегрируемой интегратором 11 и преобразуемой вторым функциональным преобразователем 12 (в соответствии с ускоренно изменяющимся временем) до достижения равен, ства функций интегралов кривых коррекций дрейфа ППТ 1 до и после из 35 менения температуры эксплуатации. Равенство интегралов фиксируется с помощью блока 15 сравнения по равен.Ству выходных сигналов интегратора 40 12 и запоминающего блока 14. По достижении такого равенства блок 15 сравнения возвращает триггер 16 в исходное состояние, В результате в счетчике 10 импульсов оказывается 45 записанным качественно новое значение времени наработки, вычисленное из условия равенства функций интегралов кривых коррекции до и после изменения температуры эксплуатации.На фиг. 2 представлена графическая интерпретация произведенных операций, Пусть предыдущее значение измеренной температуры (температуры эксплуатации) соответствует С и на выходе интегратора 11 формирует 55ся кривая коррекции Ь Е (С С ) . В момент Г при значении напряжения коррекции ьЕ, произошло изменение температуры и она стала равной С В результате работы блоков 5-18 осуществлен пересчет эквивалентной времени наработки,. которую обозначим С При этом в интеграторе 11 получим напряжение коррекции. Если С , мало отличается от С , то ЬЕ достаточно точно отражает погрешность термопреобразователя в момент изменения температуры. В дальнейшем коррекция будет осуществляться по кривой дЕ92 ф Базисное значение кривой переходного процесса может бытьнайдено исходя из заранее установленной зависимости погрешности термопреобразователя от температуры для заданных времени и температуры эксплуатации. Такие зависимости можно получить экспериментально в процессе предварительного исследования дрейфа термопребраэователя. Для заданных С, и Т пусть, например, такая зависимость будет представлена на фиг. 2 в виде граФика зависимости ЬЕ оъ С (температуры диапазона). Начало координат этого графика помещено в точку о.условно для иллюстрации того, что он относится только к этой точке.На этом графике по оси С отложены С , и С , Тогда йЕ, на графиках дЕ(ь) и ЬЕ(С) имеет то же значение, а 6 Е для Сне соответству-. ет значению ЬЕ(о,.так как Физико- химические процессы, приведшие к величинам дЕ и ЬЕ (ъ) разные, Однако в момент перехода с С, на С физико;"химические процессы, характерные для С еще не прошли, значит погрешность термопреобразователя в моментбудет соответствовать не ЬЕ Л), а ЬЕ .,Чем ближе значения С, и С , тем короче промежуток времени б перехода иэ одного режима в другой, а чем больше отличаются С, и С , тем дольше на характере дрейФа термопреобразователя сказывается "предыстория термопреобраэователя", Эти же факторы влияют и на скорость" изменения дрейфа данного термопреобразователя, причем таким образом, что в начале и конце перехода с режима С, на режим С указанная скорость незначительна (и близка нулю вфВмоменты времени с и+ Е), а посередине участка перехода она максималь-. на. Поэтому при прогнозировании дрей 1377608и вновь при новом изменении температуры, чта позволяет, учитывая предйсторию процесса дрейфа ППТ 1, повысить точность коррекции погрешности ППТ 1В процессе измерения температуры информация об измеряемой температуре снимается с выходов измерительного преобразователя 3.Формула изобретенияУстройство для измерения температуры по авт. св. У 851117, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения температуры при ее изменении в широких пределах, в него введены дополнительный блок сравнения, блок вычитания, четы" ре запоминающих блока, умножитель, формирователь экспоненты, формирователь обратной функции и дополнительный счетчик импульсов, вход которого соединен с выходом делителя, управля ющий вход подключен к выходу второго. формирователя, а выход через дополнительный блок сравнения и последовательно соединенные формирователь обратной функции и формирователь экспоненты подключен соответственно к запрещающему и первому входам умножителя, выход которого подключен к дополнительному входу сумматора, а вто рой вход соединен с выходом третьегозапоминающего блока, управляющий )вход которого соединен с выходомтриггера, а вход подключен к выходублока вычитания, первый вход которогосоединен с выходом двойного йнтегратора, а второй вход подключен к вы-.ходу четвертого запоминающего блока,Г.адресные входы которого соединены соответственно с выходом измерительного щ преобразователя и выходами пятого ишестого запоминающих блоков, входыкоторых соединены соответственно свыходами схемы задержки и основногосчетчика импульсов, а управляющие 25 входы подключены к выходу второго формирователя.