Устройство для измерения температуры Советский патент 1983 года по МПК G01K7/16 

Изобретение относи ся к термоМетрии и может быть использовано в других областях измерительной технич ки для. дистанционного измерения со- противления- и других преобразуемых в сопротивление неэлектрических веI личин. Известно многоканальное устройство для измерения температуры, содержащее реэистивный термодатчик, образцовый резистор, два диода, трех проводную линию связи, источник Тока, блок управления и блок индикации ,. . Недостаток устройства - низкая точность,, о.бусловленная разностью сопротивлений проводов линии связи, i Наиболее .близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения -температуры, содержащее резистивный ТермОдат чик, образцовый резистор, трехпро- водную линию С13ЯЗИ/ два ключа,четыр диода, блок управления, блок индика ции, источник тока, выход которого .подключен к входу интегратора, прич анод и катод первых двух диодов соединены между собой, их вторые выводы подключены с помощью двух проводов линии связи через ключи к о разцовому резистору, к выводам KOTOp го подсоединены также анод и катод других двух диодов, подключенных вто рыми выводами к выходу источника то ка, а блок управления соединен с управляющими входами ключей;. источника тока и интегратора. В нем устр няется влияние сопротивления про водов линии связи и неидентичности характеристик диодов на результат измерения С 2j . . - . Недостатком известного устройства является низкая точность, обусловленная токами утечки в линии свя зи. . .Цель изобретения - повышение точ мости за счет устранения влияния то ков утечки в линии связи на результат измерения, Указанная.цель достигается тем, что в устройство, содержащее резистивный термодатчйк, образцовый ре-, зистор, трехпроводную линию связи, два ключа, четыре диода, блок управ ления, блок индикации, источник тока, выход которого подключен к входу интегратора, причем анод и като первых двух диодов соединены между собой, их вторые выводы подключены с помощью двух .) проводов; линии связи через ключи к образцовому резистору, к выводам которого подсоединены также анод и катод других двух диодов, подключенных вторыми в водами к выходу источникатока, а блок управления соединен с управляющими входами ключей, источника ток и интегратора, введены реле, вычислитепьный блок и дополнительный образцовый 1 езистор, включенный последовательно с термодатчиком между анодом и катодом первых двух диодов, к которым подсоединены также нормально замкнутый и нормально разомкнутый контакты реле соответственно, а переключающий контакт, подключен к точке соединения образцового резистора и термодатчика, причем обмотка реле подключена к точке соединения первых .двух диодов и через тре.тий провод линий связи к второму выходу источника тока, при этом входы вычислительного блока.подсоединены k i выходам интегратора и блока управления, а. его выход к блоку индикации. На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства. Учитывая, что одним из проводков линии связи является вода, два других провода представляют собой линию с распределенными по длине сопротивлением и проводимостью утечки, то по отношению к входным и выходным зажимам она Может быть заменена зквива-г лентным четырехполюсником, например, с Т-образной схемой замещения, . Устройство содержит резистивный термодатчик 1, образцовые резисторы 2 и 3, диоды 4 - 7, ключи 8 и 9, эквивалентные сопротивления 10 - 1.3 проводов линии с.вязи, эквивалентные сопротивления 14 и 15 утечки, реле 16, источник 17 тока, интегратор 18, вычислительный .блок 19, блок 20 индикации и блок 21 управления. Устройство работа-ет следующим образом, В начальный момент времени t блок 21 управления замыкает ключ 8 и устанавливает на нуль, интегратор 18. Ток 1 положительной полярности от источ-ннка 17 проходит через диод 4, кЛюч 8, сопротивления 10 и 11 линий, резистивный термодатчик 1, диод 7 и реле 16, причем часть тока ответвляется через сопротивление 15 утечки. Величину тока Ii вЬгбирают недо.статочной для срабатывания реле 16, и его нормально замкнутые Контакты закорачиваютобразцовый резистор ;3, При этом напряжение U. на входе ийтегратора 18 -HILIR к.в...Л / где п. прямоесопротивление диодов 4 и 7; КкЛ5 сопротивление ключа 8 Х-1о М1 эквивалентные сопротив. .ления проводов линии .связи; -эквивалентные сопротивления утечки; -сопротивление те змодат-чика при температуре; RO - сопротивление обмотки реле 16; - знак параллельного соед нения резисторовА . . В момент времени tg+1 блок 21 управления изменяет Полярность исT04HHjKa 17 на отрицательную, ток 1 этом случае проходит через.диод 5, образцовый резистор 2, ключ 8, сопро тивления 10 и 11 линии, диод б, реле 16 и частично ответвляется через сопротивление 15 утечки, при этом на пряжение и 2. на входе интегратора 18 Ua -rir% +RO +RI МККл-и -f-Kr e )где прямое сопротивление диодов 5 и б; R - сопротивление образцр;Врго резистора,paBHOe i ПРИ 0С. Напряжение на выходе интегратора 18 изменяется линейно и к моменту времени tp+ 2J достигает значения U5 / которое поступает в вычислитель ный блок 19. После этого блок управлени;я раз- мыкает ключ 8, з амыкает ключ 9, ,-.устанавливает на нуль интегратор 18 и изменяет полярность источника На положительную. Второе измерение происходитаналогично, к концу его напряжение на .выходе интегратора 18 становится равным Удз.« .На этом первый цикл измерения заКанчивается, Во втором цикле по команде блока управления ток от источника 17 возрастает до значения 1/2. при . котором срабатывает реле 16 при . этом в измерительную цепь вместо термодатчика 1 включается образ- 1цовый1 езистор 3. Далее процесс : измерения происходит аналогично описанному, и в вычислительный блок 19 поступают значения Uijj и Т АВЫХОДНОго напряясения интегратора 18 в конце каждого из двух измерений. Разность результатов измерений в первом цикле . (KA +R/+R .7+R рй)- ;U -R Ti5 Mi- Ry6+Rpi6).. -V-Vp 6 -« , +K,(R.(., где K маоитабный коэффициент ннте ратора; JR, ,R - эквивалентные сопротивления провода и в линии связи. Аналогично во втором ц)1кле .. .) R;f5 ,, +2Кд,,) . Используя известное соотношение «.--lt: l i l-ь HI При И учитывая, что сопротивление измерительнрйс цепи эмачительмо меньше, чем эквивалентное схэпротивлбние утечки, а также тот факт, что разность прямых 1сопротивлений диодов значительно (по крайней мере на 2-3 порядка) меньше сопротивлени я т рмодатчика, также, как И Rrt. сопротивление термодатчйка выражают 2Kg-rqRo Алгоритм работы вычислительного блока 19 имеет вид л ( -Usa) - (U9 -054) ( где п , (- температурный коэффициент , сопротивления. Результат вычисления поступает в блок 20 индикаций. Из полученного . выражения сЯеДует, что результат из мерения температуры не зависит от сопротивления проводов и утечки в линии связи, а также от нe дeнтичности характеристик диодов, а сделанные при его выводе допущения...не,, приводят к существенного увеличению. погрешности результата измерения.Так например,при сопротивлении проводов линии 1-ЗкОм, сопротивлении термодаТ чика 100 Ом при С, диапазоне измеряемой температуры от -З до +35°С обусловленная ими погрианость не превышает 0,01-0,. . Введение дополнительного образцового резистора, реле и вычислительного блока позволяет повысить точность измерения за счет устранения влияния токотов утечки в линии связи на результат измерения, причем в качестве одного из проводов линии связи может быть использована вода.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ преимущественно воды, содержащее резистивный термодатчик, образцовый резистор, трехпроводную линию связи, два ключа, четыре диода, блок управления, блок индикации источник тока, выход которого подкл чен к входу интегратора, причем ано и катод первыХ двух диодов соединен между собой, их вторые выводы подсоединены двумя проводами линии свя через ключи к образцовому резистору к выводам которого подсоединены так Тке анод и катод других двух дио дов, подключенных вторыми выводами к выходу источника тока, а блок управления соединен с управляющими входами ключей, источника тока и интегратора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства за счет устранения влияния токов утечки в линии связи, в устройство введены вычислительный блок, реле и дополнительный образцовый резистор, включенный последовательно с термодаттиком-между анодом и катодом двух диодов, к которым подсоединены также нормально замкнутый И нормально разомкнутый контакты реле соответст- венно, а переключающий контакт под- § ключей к точке соединения образцового резистора и термодатчика, причем обмотка реле подключена к точке соединения первых двух диодов и через третий провод линии связи - к второму выходу источника тока, при этом входы вычислительного блока подсоединены к выходам интегратора -и блока управления, а его выход - к блоку индикацииi