Устройство для измерения показателя тепловой инерции термодатчика Советский патент 1983 года по МПК G01K15/00 

Изобретение относится к электро измерительной технике и может быть использовано в теплотехнических измерениях, например при измерении показателя тепловой инерции (ПТИ) промышленных термодатчиков (термопар, термометров сопротивления) в лабораторных и промышленных условиях.

На практике часто возникает потребность измерить за короткой промежуток времени значения ПТИтермодатчиков, . например, при автоматической сортировке.

Известно устройство для измерения ПТИ, содержащее дифференциатор, логарифмический усилитель, запоминаю щую ячейку с ключевым устройством на входе, регистрирукнцее устройство, вычитающее устройство, генератор временных интервалов и вторую запоминающую ячейку с ключевым устройством на входе L13Недостатком данного устройства является его сложность и низкая точность, обусловленная тем, что дифференцирующее звено является фильтром верхних частот, который легко пропускает высокочастотную помеху, а полезный сигнал, находящийся в

диапазоне нижних частот - ослабляется.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату

5 к предлагаемому является устройство для измерения показателя тепловой инерции термодатчиков, содержащее соединенные последовательно усилитель, компаратор, блок управления и

10 ключ, соединякщий генератор счетных импульсов со счетчиком импульсов и блоком индикации, источник опорного напряжения .

Недостатком устройства является15низкая точность измерения ПТИ вследствии влияния нескомпенсированного сигнала, пропорционального темпераг туре среды остывания. Кроме того, влияние помехи существенно искажает

20 результат измерения.

Цель изобретения - повышение точности измерения ПТИ термодатчика.

Поставленная цель достигается тем что в устройство, содержащее соеди25ненные последовательно усилитель, компаратор, блок управления и ключ, соединяющий генератор счетных имп льсов со счетчиком импульсов и блоком ин цикации, источник опорного

30 напряжения, введены два дополнительных компаратора, а также делитель напряжения, формирователь импульсов и блок выделения помехи, выход кото рого через формирователь импульсов соединен со стробирующими входами трех компараторов, один входы которых соединены с выходом усилителя, а другие входы - соответствующими выходами делителя напряжения, включенного на выходе источника опорного напряжения, причем выход одного из двух дополнительных компараторов соединен с вторым входом блока управления, а выход другого дополнительного компаратора - с вторым входом блока индикации. На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит усилитель 1, выход которого соединен с одними из входов компаратора 2 и двух дополнительных компараторов 3 и 4, други входы которых соединены с соответст вующими выходами делителя 5 напряжения, включенного на выходе источника 6 опорного напряжения/ а стробирующие входы которых соединены через формирователь 7 импульсов с блоком 8 выделения помехи, при этом выходы компараторов 2 и 3 соединены с двумя входами блока 9 управления, на выходе которого включен ключ 10, соединяющий генератор 11 счетных импульсов со счетчиком 12 импульсов и блоком 13 индикации, а выход втор го дополнительного компаратора 4 соединен с блоком 13 индикации. Устройство работает следующим об разом. К входу устройства подбоедикяется исследуемый термодатчик, который находится в среде с определенной те пературой. Изменяют потенциометром делителя напряжения выходное напряж ние до тех пор, пока на световом табло не высветится Скомпенсировано , при этом происходит компенсаци исходной температуры среды и устанавливается опорное напряжение для трех компараторов. Затем.термодатчи переносят в среду с высшей температурой и выдерживают его в ней пока в термодатчике не закончатся нестационарные процессы, после чего терм датчик переносят в исходную темпера туру. Выходное напрях ение усилителя изменяется по затухающей экспоненте с постоянной времени, равной показателю тепловой инерции термолатчикаU(t) (U.-U)., где k - коэффициент усиления усилителя;Оц- напряжение, пропорциональное исходной температуре; и - напряжение, пропорциональное высшей температуре; -постоянная времени термодатчика;t - текущее время, в момент времени t , когда выходной сигнал усилителя достигает значения напряжения, равного первому опорному уровню U(t) + ( ) + E ; k()e Eд, т.е. срабатывает первый компаратор, при этом открывается ключ и на вход счетчика -от генератора счетных импульсов начинают поступать импульсы. В момент времени tj, когда выходной сигнал усилителя достигает второго опорного уровня, равного (), сформированного на делителе.. напряжения, срабатывает второй компаратор и закрывается ключ, который прекращает подачу импульсов на счетчик импульсов. U(t)k (иц () . . g Поскольку е где t - t, TO ,. Делителем напряжения задается определенное соотношение между Е. и Е„ -г, т, тогда At TfHm. р ь р При .,73 то , т.е. промежуток времени между срабатыванием первого и второго компараторов пропорциоЬален постоянной времени термодатчика. Для уменьшения погрешности от помехи стробирующие входы компараторов синхронизированы импульсами, сформированными в блоке вьщеления помехи. В момент, когда напряжение помехи проходит через нуль, формируется импульс, который разрешает работу компаратора. При этом погрешность определения моментов времени t и 12. составляет О - 20 миллисекунд, что по сравнению с измеряемым показателем тепловой инерции ничтожно мало. Технико-экономический эффект от использования предлагаемого устройства в народном хозяйстве обусловлен повышением точности измерения показгтеля тепловой инерции термодатчиков в заводских условиях при их автоматической сортировке, экспресс анализа и т.д. Повышение точности измерения ПТИ термодатчиков дает во7моч-пость с-гронть оптимальные cHCTei w регулирования и защиты объектов, например теплоэнергетические, а также позволяет работать этим объектам в более экономических режимах. Кроме того, позволяет подбирать идентичные пары тер модатчиков для измерителей электрической мощности, что уменьшает погрешность измерения мощности. Формула изобретения Устройство для измерения показагеля тепловой инерции термодатчика, содержащее соединенные последователь но усилитель, компаратор, блок управления, а также ключ, соединяющий генератор счетных импульсов со счетчиком импульсов и блоком индикации, источник опорного напряжения, отличающееся тем, что, с цепью повышения точности измерения, в него введены два дополнительных компаратора, а также делитель напряжения, формирователь импульсов и блок выделения помехи, выход которого через формирователь импульсов соединен со стробирующими входами трех компараторов, одни входы которых соединены с выходом усилителя, а другие входы - с соответствующими выходами делителя напряжения, вклю чеиного на выходе источника опорного напряжения, при этом выход одного из двух дополнительных ксяшараторов соединен с вторым входом блока управления, а выход другого дополнительного компаратора - с вторым входом блока индикации. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 757879, кл. G 01 К 15/00, 1978. 2.Авторское свидетельство СССР 765674, кл. G 01 К 15/00, 1978 (прототип).

ош

7