Устройство для измерения температуры Советский патент 1983 года по МПК G01K7/24 

:54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к электроизмерительной -технике и может быть использовано при создании устройств . для измерения температуры с применением термометров сопротивления с нелинейной характеристикой.

Известно устройство для измерения температуры, содержащее терморезистор, мостовую измерительную схему, усилитель обратной связи с резистором и дополнительный резистор l3Недостатком известного устройст-, ва является то, .что выходной сигнал представлен в аналоговой форме и не обеспечивает непосредственную обработку информации в цифровых вычислительных системах.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для измерения температуры, содержащее терморезистор, включенный в одно из плеч измерительного моста, в другие плечи которого включены постоянные резисторы, подключенные ч,ерез ключи к дифференциальному входу аналого-цифрового преобразователя двухтактного интегрирования, два счетчика, управляющий вход одного из ни соединен Ь выходом аналргоцифрового преобразователя, а их выходы - с управляющими входами ключа, управляемый делитель частоты, выход которого соединен с одним из входов счетчика, генератор тактовых импульсов , соединенный с входами одного из частотных и управляемого делителя частот .

В известном устройстве линеариза10ция характеристики терморезистора производится за счет применения управляемого делителя частоты, который имеет многопроводную связь со счетчиком, что усложняет устройство.

15

Цель изобретения - упрощение из- . вестного устройства.

Цель достигается тем, что в из вестное устройство введены последовательно соединенные дополнительные

20 резистор и ключ, включенные параллельно резистору измерительного моста, смежному с терморезистором, при этом управляющий вход дополнительного ключа соединен с одним из

25 выходов аналого-цифрового преобразователя.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит мостовую из30мерительную схему 1, состоящую из терморезистора 2 с градуировочной характеристикой вида ), (1) ( 1 -f At начальное сопротивление терморезистора; А и В - постоянные коэффициенты; t - измеряемая температура, постоянного резистора 3 с номиналь ным RP, постоянных резисторов 4 и с номиналами k-RQ, дополнительный резистор 6 с номиналом n-R,, ключи 7 и 8, дополнительный ключ 9, аналого-цифровой преобразователь 10 двухкратного интегрирования, генератор 11 и счетчик 12. Устройство работает следующим об разом. Аналого-цифровой преобразователь 10 работает под управлением тактовы импульсов генератора 11. На первом шаге интегрирования на время Т по сигналу с управляющего выхода анало го-цифрового преобразователя 10 открывается ключ 7, в результате чего напряжение диагонали аЪ измерительного моста 1, равное и -и k - 9 - т аЪ и ()(i+k} где Uj, - напряжение источника пита ния мостовой измерительной схемы, подается на дифференциальный вход аналого-цифрового преобразователя 1 который производят интегрирование этого напряжения. По истечении времени TI первый шаг интегрирования завершается и начинается второй шаг. При этом . ключ 7 закрывается и по сигналу с выхода аналого-цифрового преобразо вателя 10 разрешается счет импульсов от генератора 11 счетчику 12 и открываются ключи 8 и 9, в результ те чего на дифференциальный вход аналого-цифрового преобразователя 10 подается напряжение с плеча сЬ измерительного моста 1, равное Ки °..,( kn где m . При этом производится интегриро вание напряжения Uj,- , имеющего полярность, обратную полярности напр жения UgJj. Аналого-цифровой преобразовател 10 построен по принг1ипу двухтактного интегрирования, при котором дли тельность второго такта интегриров ния опрепеляется по формуле где и и и - напряжения, прикладываемгле к диффен рциальному входу аналого-цифрового преобразователя на первом и втором тактах интегрирования соответственно. В данном случае : ч аъ; Тогда длительность второго такта интегрирования определяется по формулет 1() (R-fc+mRn) , ... - ()(1+k) 5. По окончании второго такта ин1-егрирования ключи 8 и 9 размыкаются и запрещается счет импульсов счетчику 12. На этом цикл измерения завершается. В результате в счетчике 12 остается код числа импульсов, накопленного в течение второго такта, интегрирования, который пропорционален величине измеряемой температуры. С учетом градуировочной характеристики (1) терморези.стора и при соблюдении условия А m + В(1+т) A2--e1l+m) формулу (5) можно привести к виду Т --Т l )3 fr-&CHw)3 A mCUvfl) ( )-ce.;A)i } .. () , ) AtUvn) A(); без учета второго слагаемо го,, в фигурных ско.бках формулы (7) можно получить. . CA%«-vftC1fwi)(Hw) A w«-bw,) Поскольку справедливы выражения где fjj - частота генератора Ц; Ы и l число импульсов, выработанных генераторомт11 за время Т и TL соответственно, формула (8) преобразуется к виду LA%t 4R.CUw-)t А--&() . .v.) - Таким образом, в счетчике 12 за один цикл измерения зафкисируется N 2. импульсов, число которых пропорционально измеряемой температуре. Погрешность измерения определчочся вторым слагаемым, стоящим в фигурных скобках формулы (7) и не превышает значения . -т: Например, при использовании плат нового термометра сопротивления, у которого ,96847-10 1/градГ ,84710 1/град в диапазоне температур от О до 150 и коэффициенте m 50, погрешность не будет превышать -0,075% и ею при измерениях платиновыми термомет рами сопротивления можно пренебречь Использование дополнительных ключа и резистора позволяет исключить из устройства для измерения температуры управляемый делитель, который является более сложным. Эко номический эффект от внедрения устройства для измерения температуры достигается за счет упрощения известного устройства. Например, внед рение предлагаемого устройства в серийно выпускаемые приборы НОРД-ЭЗ ориентировочно даст годовой экономи ческий эффект до 5 тыс. руб. Формула изобретения Устройство для измерения темпера туры, содержащее терморезистор. включенный в одно из плеч измерительного моста, в другие плечи которого включены постоянные резисторы, подключённого через ключи-к дифференциальному входу аналого-цифрового преобразователя двухтактного интегрирования, счетчик, управлякмций вход которого соединен с выходом аналогоцифрового преобразователя, h генератор тактовых импульсов, выход которого соединен со счетшлм входом счетчика и с тактовым входом аналогоцифрового преобразователя, отличающееся тем, что, с целью упрощения, в него введены последовательно соединенные дополнительные резистор и кдюч, включенные параллельно резистору измерительного моста, смежному с терморезистором, при этом управляниций вход дополнительного Kjm4a соединен с одним из выходов аналого-цифрового преобразователя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 428230; кл. G 01 К 7/00, 1972. 2.Мозговой А.Д. О линеаризации характеристики платинового термометра сопротивления - Известия высших учебных заведений MB и ССО СССР, Приборостроение, 1979, т. 22, 10, с. 86-89 (прототип).