Устройство для измерения температуры

)1 л У Р" Х Сй Ж ОСУДАРСТБЕННЫЙ КОМИТЕТ ССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ ОПИСАНИ Н АВТОРСКОМУ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕИПЕРАТУРЪ(57) Изобретение относится к температурньм измерениям, Цель изобретения - повышение надежности измере"нияВ случае обрыва одной из линий2,3,4 и 5 или термопреобразователя 1 загорается один из сигнализаторов 34. 1 - 34.5 соответственно, одновременно с которым на индикаторе 2высвечивается номер канала, дпя чего дешифратор 26 тактируется импульсос выхода блока 25 управления, а наинформационные входы дешифратора 26с блока 25 управления подается кодконтролируемого канала. 4 ил.Изобретение относится к области температурных измерений а именно к многоканальным устройствам для чэмерения температуры с помощью термопреобразователей сопротивления и является усовершенствованием устройства для измерения температуры по авт.св. Р 1286911,Известно устройство для измерения температуры, содержащее блок измерения, блок управления, первый источник тока, инвертор, а также в каждом измерительном канале термопреобразователь сопротивления, первый и второй элементы И, первый, второй и третий ключи, причем первые выводы первого и второго ключей соединенысоответственно через первую и вторус линии связи с первым выводом термо преобразователя сопротивления, второй вывод которого через третью и четвертую линии соответственно подклю-. чен к первому выводу третьего ключа и общей шине, вторые выводы первого 25 и третьего ключей соединены между собой, а первый вход блока измерения подключен к вторым выводам второго ключа каждого измерительного канала, при этом второй вход блока измерения ЗО и один полюс первого источника тока сэединены с общей шиной, а первые входы первого и второго элементов И соединены между собой, шину установки "Контроль", резистор, анализатор, дешифратор с индикатором, второй источник тока, одним полюсом с"едиценный с первым входом анализатора и через резистор с общей шиной, четвертый, пятый и шестой ключи, трстий элемент И, а также в каждом измерительном канале четвертый, пятый, шестой и седьмой элементы И, первый, второй и третий элементы ИЛИ, причем выходы первого второго и третьего элементов ИЛИ подключены соответственно к управляющим входам первого, второго и третьего ключей, а выходы четлзертого и пятого элементов И подключены к входам первого элемента ИШ, выходы шестого и седьмого элементов И псд 5 О ключены к входам третьего элемента ИЛИ, выходы первого и второго элементов И подключены к входам второго элемента ИЛИ причем первые .входыУг четвертого и седьмого элементов каждого измерительного канала подключены к шине "Контроль" к которой также подключены первый вход третьего элемента И, вход инвертора, управляющий вход четвертого ключа и второй вход анализатора, второй полюс второго источника тока подключен к перволгу выводу четвертогс ключа, а второй вывод четвертого ключа соединенс вторыми выводами первого ключа каждого измерительного канала, а также первыми выводами пятого и шестого кночей,второй вывод пятого ключа подключен к первому входу блока измерения, второй вывод шестого ключа соединен с вторым полюсом первого источника тока, выход инвертора подключен к управляющему входу шестого ключа, а также к первым входам пятого, шестого и второму входу первого элементов И каждого измерительного канала, при этом первый и второй выходы блока управления соединены соответствевнс с зторыми входами пятого и шестого элементов И каждого измерительного канала а третий, четвертый и пятый выходы блока управления подключены соответственно к третьему, четвертому и пятому входаманализатора и .; вторым входам соответственно четвертого и седьмого элементов И ка:кдого измерительного канала и к входу третьего элемента И, выход которого соединен с управляющим входом пятэго ключа, а также ,торым входом второго элемента И каждого измерительного канала, шестой выход блока управления подключен к шестому входу анализатора и синхровходу дешифратора, информационные входы которого соединены с информационным выходом блока управления, а выход дешиАратора подключен к индикатору, седьмой выход блока управления подключен к седьмому входу анализатора, а треты. входы четвертого,пятого, шестого и седьмого элементов И и первый вход первого элеменга И каждого измерительного канала подключены к соответствующему выходу блока управления, при этом анализатор выполнен в виде девяти элементов И, восьми триггеров и пяти сигнализаторов, первые входы первого, второго и третьего элементов И соединены и являются первой входной шиной, а первый вход четвертого элемента И является второй входной шиной, вторые входы первого и второго элементо:з И являются соответственно третьей ц четвертой входными цжцами, а94четвертьп элемент ИЛИ 8, восьмой 19,девятый 20 и десятый 21 элементы И,первый 22 и второй 23 блокировочныеключи, блок 24 измерения, в качествекоторого может быть использован любойизмеритель напряжения, шкала и точность которого соответствуют заданным требованиям измерения, блок 25управления, дешифратор 26 с индикато"ром 27,первый 28 и второй 29 источники тока, четвертььй 30, пятый 31 ишестой 32 (не показан) ключи, анализатор 33 с сигнализаторами 34.1, 34,2,34.3, 34.4 и 34.5 обрыва термопреобразователя и линий связи термопреобразователя, третий элемент И 35, шину 36 установки "Контроль", инвертор 37, резистор 38 и блок 39 памяти, а также элементы И 40-42 и триггеры 43-45.Анализатор содержит двухвходовыеэлементы И 46-50, КЯ-триггеры 51-55и двухвходовый элемент И 56,Блок 39 памяти состоит из трех рядов запоминающих ячеек по числу измерительных каналов и в каждом ряду,а каждая ячейка состоит из двух элементов И 57 и 58 и КБ-триггера 59,Устройство работает следующим образом. В режиме измерения на шину 36 установки "Контроль" подается сигнал логического "0". При этом замыкается четвертый ключ 30, подключая первый источник 28 тока к измерительным каналам. По сигналу с блока 25 управления осуществляется поочередное подключение термопреобразователей 1 с помощью ключей 6-8, управление которыми осуществляется через схемы ИЛИ 15-17 и схемы И 12,13 и 9 по сигналам с соответствующих выходов блока 25 управления.При этом термопреобразователь 1 подключается к блоку 24 измерения через ключ 7, а процесс измерения состоит из двух тактов. В первом такте к источнику 29 тока через ключ 8 и 50 линию 4 связи подключается вывод термопреобразователя, подключенный к общей точке устройства через линию 5связи, а во втором такте через ключ 6 ненньп с блоком измерения 24 через линию 3 связи, в результате чего навходе блока измерения образуютсянапряжения 3 139773второй вход третьего элемента И соединен с входами установки в нулевоесостояние четвертого, пятого, шестого, седьмого и восьмого триггеров5и является пятой входной шиной, выходы первого, второго и третьего элементов И подключены соответственнок входам установки в единичное состояние первого, второго и третьеготриггеров, а второй вход четвертогоэлемента И является шестой входнойшиной, а его выход подключен к первым входам пятого, шестого, седьмого, восьмого и девятого элементовИ, при этом прямой выход первого триггера соединен с вторыми входами шестого и седьмого элементов И, а инверсный выход первого триггера подключен к вторым входам пятого, восьмого и девятого элементов И, прямойвыход второго триггера соединен стретьими входами пятого и седьмогоэлементов И, а инверсный выход второго триггера подключен к третьим 25входам шестого, восьмого и девятогоэлементов И, прямой выход третьеготриггера соединен с четвертыми входами пятого, шестого и девятого элементов И, а инверсный выход третьеготриггера подключен к четвертым входам седьмого и восьмого элементов И,выходы пятого, шестого, седьмого, восьмого и девятого элементов И соединены соответственно с входами установки в единичное состояние четвертого,пятого, шестого, седьмого и восьмоготриггеров, выходы которых подключенык сигнализаторам.Цель изобретения - повышение на 40дежности измерения, а именно обеспечение возможности проведения измерения в случае обрыва одной из четырехсоединительных линий связи термопреобразователя сопротивления,45На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - схема анализатора, на фиг.3 - схема блока памяти, на фиг.4 - временная диаграмма сигналов блока управления,устройство содержит и измерительных каналов, каждый из которых включает термопреобразователь 1 сопротивления с линиями 2-5 связи, первый 6,второй 7 и третий 8 ключи, первый 9, .и линию связи 2 другой вывод, соедивторой 10 четвертый 11, пятый 12,шестой 13 и седьмой 14 элементы И,первый 15, второй 16 и третий 17 элементы ИЛИ, дополнительно введенныеР+г)где 11 напряжение первого такта из- "мерения;11 - напряжение второго такта иэ 2м,":1 р с 1 ни 1 ф 1г - сопротивление линии 5, соединяющей термопреабразаватель с общей точкойХВ. - сопротивление термопреобразсвателяесМерой измеряемой величины темпе ратуры) является разность напряженияЦ - т Ц - т.;1")Б режиме контроль на шину 36 установки подается сигнал логической единицы. При этом через ключ ЗО к измерительным каналам подключается источник 29 тока и открываются элементы И 11, 14, 10 и 35 для прохожденияс блока 25 управления с третьегочетвертого и пятого выходов импульсов контроли для поочередного замыкания ключей 6,.8, 31 и 7, 30В результате этого так источника 29 тока поочередно протекяет черезвсе исследуемые цепи соединения и,В случае исправности, создает падение напряжения на резистор; 38, О",сутствие напряжения на нем в моментпрохождения контрольного импульсасвидетельствует о неисправности цепи.Цикл контроля состоит иэ трех так.=тов. В первом такте по сигналу с 40третьего .вьиода блока 25 управлениязамыкается ключ 6 и от источника 29Утока течет ток по цепи ключ ЗОключ 6 - линия 2 - термапреабразсватель 1 - линия 5 - общяя гочкарезистор 38. Если при этак: термспре-.сбразователь 1 или линия 2, или линия 5 в обрыве, на резисторе 38 отсутствует напряжение лагическагснуля, а если все указанные цеп; исправны, то на резисторе 38 появляетсясигнал логической единицы,Во втором такте по сигналу ;. четвертога выхода блока. 25 управлениязамыкаются ключи 7 и 31, и так отисточника 29 тока течет па цепи ключ30 - ключ 31 - ключ 7 - линия 3термапреобразаватель 1 - линия 5 общая точка - р.зистср 38, Если какая-либо из указанных линий 2,3 и 5 оборвана, на резисторе 38 появляется сигнал логическэга нуля.В третьего такте пс сигналу с четвертага вь 1 хада блаха 25 управления эамь 1 кается ключ 8, и так ст источника 29 протекает через ключи 30 и Я пс линиям 4 и 5, общую точку и резистор 38. Если одна из линий 4 или 5 оборвана, на выходе резистора 38 появляется сигнал лэгическага нуля.Таким образам напряжение на резисторе 38 при замыкании ключей при обрыве линии 2 "вязи О, 1, 1; при обрыве линий 3 - 1,01; при обрыве линни 4 - 11,0; нри обрыве линии 5 О.ОО и обрыве гермапресбраэавателл - 00,1, где О и 1 соответственно нагрлжение лагическага нуля и логической единицы.Анализ целасгнасти цепей осуществляется автоматически в блоке 38анализа.1 ла.". анализа работает следующимобразом.Сигнал с резистсра 38 поступает наадни входы элементов И 40-4 надругие входы которых с блока 25 управления подаются сигналы контролясоответственно с третьего ,четвертага и ватага выходов. При наличии нарезисторе 38 напрлжения логическойединицы на выходе соответствующегоэлемента И 40 - 42 появляется импульскоторый запускает соединенный с нимтриггер 43,44 иги 45, яа выходе которых формируются ста.тические сигналы,контроля, поступающие далее на входычетырех вхсдавых элементов И 46-50в определенном сочетании для анализацелостности цепи по сигналу с шестова выхода блэка управления через элемент И 56, на другой вход кстарагападается сигнал разрешения с шины 35установки "Контроль",Б случае обрыва одной из линий 2-5 или термопресбразавателя на выходе загорается спин иэ сигнализатсрсв 34,1-34.5 соответственна, одногременнс с которым на индикаторе 37 высвечивается номер канала, для чего дешифратор 26 тяктируегся импульсом с шестага выхода блока 25 управления, а на информационные входы дешлфратсра с блока управления подается кад контролируемого канала.(4) 25 Устройство для измерения температуры по авт.св, Р 1286911, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности измерения, в него введены блок памяти, состоящий из трех рядов запоминающих ячеек по числу п измерительных каналов в каждом, каждая из которых состоит из первого и второго элементов И и КБ-триггера, Б- и К-входы которого соединены соответственно с выЬц = П= 1 (К + г ) Сигналы логической единицы с выходов элементов И 46, 47 и 49, которые соответствуют обрыву линий 2,3 и 5, выведены в блок 39 памяти, где они запоминаются в ячейке соответствующе 5 го канала и используются в режиме измерения для включения блокировочных ключей 22 и 23, которые в свою очередь, блокируют обрывы указанных це пей. При обрыве линии 2 на выходе элемента И 46 появляется сигнал логической единицы, который запоминается в ячейке первого ряда блока 39 и в режиме измерения через элементы И 19 и ИЛИ 18 включает ключ 22, тем самым блокируя обрыв линии 2.При этом ток от источников 28 во втором такте измерения течет по цепи ключ 32 - ключ б - ключ 22 - линия 3 20 термопреобразователь 1 - линия 5, и на входе блока измерения образуется йапряжение Результат измерения равен где г и г - соответственно сопро3 ттивление линий 3 и 5 связи,При обрыве линии 3 формируется сигнал логической единицы на выходе элемента И 47, который запоминается в соответствующей ячейке второго ряда блока 39 н используется для включения ключа 22 через элементы И 20 и ИЛИ 18. При этом ток от источника 28 во втором такте измерения течет по це 40 пи ключ 6 - линия 2 - термопреобразователь 1 - линия 5, на входе блока измерения образуется напряжение г 1 (гг+ К у+ г ) (6) 45 где г - сопротивление линии 2 связи,Измеряемая величина определяется выражениемА П - П, П, - 1 (г + К ) . (7)При обрыве линии 4 пропадает напряжение первого такта, поэтому измеряе мая величина соответствует напряжению второго такта измерения, определяемому по формуле 55 9 8При обрыве линии 5 на выходе элемента И 49 формируется сигнал логической единицы, который запоминается в блоке 39 и используется в режиме измерения для включения ключа 23 через элемент И 21. При этом ток от источника 28 во втором такте измерения течет по цепи ключ 32 - ключ 6 - линия 2 - термопреобразователь 1 - линия 4 - ключ 23, и напряжение на входе блока 24 измерения имеет значе- ние и= 1 (г + К + г + г), (9)Ф где г , г- сопротивление соответственно линии 4 и ключа 23,Напряжение в первом такте измерения имеет значение и соответственно результат измерения й ("ь+ + о) Таким образом, предлагаемое устройство позволяет сохранить измерения при обрыве линий 2-5, а также получить высокую точность измерения,для чего достаточно заранее измеритьсопротивление соединительных линийи подставить их значения в формулыБлок 25 управления может быть выполнен на основе генератора тактовой частоты, элемента ИЛИ и двух распределитей импульсов, каждый из которых состоит из счетчика и дешифратора. Эпюры напряжений на выходах блока 25 управления показаны на фиг.4,Формула изобретенияходами первого и второго элементов И,а в каждый измерительный канал введены первый и второй блокировочные ключи, восьмой, девятый и десятый элементы И и четвертый элемент ИЛИ, выход которого соединен с управляющимвходом первого блокировочного ключавключенного между первой и второйлиниями связи термопреобразователясопротивления, а входы соединены свыходами восьмого и девятого элементов И, первые входы которых соединенысоответственно с выходами пятого ипервого элементов И, второй блокировочный ключ включен между третьейИ четвертой линиями связи термопреобразователя сопротивления, управляющийвход второго блокировочного ключасоединен с выходом десятого элемецс 1 О 15та И первый вход которого подключенк выходу инвертора, а вторые входывосьмого, девятого и десятого элементов И соединены соответственно свыходами триггеров каждого ряда запомицаюцих ячеек блока памяти, приэтом первые входы первых элементов Изапоминающих ячеек первого, второгои третьего рядов блока памяти соединены соответственно с выходами пятого, шестого и восьмого элементов И.анализатора, первые входы всех трехэлементов И соединены с пятым выходом блока управления, вторые входыпервых и вторых элементов И соединенысоответственно с и-выходами блока управления, а третьи входы вторых элементов И соединейы с шиной установки "1(оцтроль",