Устройство для измерения температуры Советский патент 1984 года по МПК G01K7/02 

Изобретение относится к температурным измерениям, а именно к устройствам для измерения температуры компактным способом, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения, в частности в металлургическом производстве для измерения температуры жидкого металл

Известно устройство для измерения температуры, содержащее термоэлектрический преобразователь, соединенный с входом усилителя, -выход которого через ключ подключен к блоку памяти, соединенному с индикатором, нуль-орган, входы которого соединены с источником эталонного напржения и выходом усилителя, а выход через блок временного интервала подключен к управлякмчему входу ключа 1.

Однако в известном устро.йстве не учитывается изменение постоянной времени термопреобразователя при работе устройства, что ведет к погрешностям при измерении температуры.

Наиболее близким к изобретению по техни 1еской сущности является устройство для измерения температуры, содержащее термоэлектрический преобразователь, подключенный ко входу усилителя, выход которого подключен к первому входу первого компаратора, второй вход которого соединен с первым источником эталонного напряжения, второй компаратор, первый вход которого соединен с вторым источником эталонного напряжения, индикатор, соединенный с блоком памяти, механизм погружения термоэлектрического преобразоватегля 2,

В известном устройстве постоянная времени термоэлектрического преобразователя измеряется перед каждым измерением путем погружения преобразователя в среду с извесной температурой. Однако это значение постоянной времени не соответствует значению постоянной времени термоэлектрического преобразователя при измерении температуры жидкого металла вследствие разрушения защитного наконечника преобразователя, а также вследствии изменения условий теплообмена, что ведет к снижению точности измерения.

Цель изобретения - повышение точности измерения температуры путем учета изменения постоянной времени термоэлектрического преобразователя.

Поставленная цель достигается тем,что в устройство для измерения температуры, содержащее термоэлектрический преобразователь, подключенный к входу усилителя, выход которого подключен к первому входу

первого компаратора, второй вход которого соединен с первым источником эталонного напряжения, второй компаратор, первый вход которого соединен со втогйлм источником этешон-. ного напряжения, индикатор, соединенный с блоком памяти, механизм погружения термоэлектрического преобразователя, введены дополнительный блок памяти, блок вычисления, пороговый блок и блок дифференцирования, вход которого соединен с выходом усилителя и вторым входом второго компаратора, а выход подключен к пороговому блоку, дополнительному блоку памяти и первому входу блока вычисления, второй вход которого соединен с выходом дополнительного блока памяти, управлякнций вход которого соединен с выходом первого компаратора, а третий и четвертый входы блока вычисления соответственно соединены с выходами источников эталЬнного напряжения, при этом выходы второго компаратора и порогового блока соединены с управляющими входами механизма погружения термоэлектрического преобразователя и блока памяти, соединенного с выходо блока вычисления.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство содержит термоэлектрический преобразователь 1, усилитель 2, первый источник эталонного напряжения 3, первый компаратор 4, второй источник эталонного напряжения 5, второй компаратор 6, блок дифференцирования 7, дополнительный блок памяти 8, блок вычисления 9, блок памяти 10, индикатор 11, пороговый блок 12, механизм погружения термоэлектрического преобразователя 13 и блок сигнализации 14

Устройство работает следующим образом.

Предварительно на выходах источников эталонных напряжений 3 и 5 устанавливаются напряжения Ui и Ыг , соответствующие выходным сигналам усилителя при температурах 0 к О. равных, например 700° и 1000°С.

Оператор включает механизм погружения на режим погружения термоэлектрического преобразователя в раплавленный металл. При контакте с жидким металлом происходит резкое увеличение скорости нарастания сигнала на выходе термоэлектрического преобразователя, а соответственно и на выходе усилителя 2, что вызывает появление сигнала на выходе блока дифференцирования 7 и срабатывание порогового блока 12, выходной сигнгш которого подготавливает блок памяти 10 к приему информации с блока вычисления 9, включает соответствующий сигнал в блоке сигнализации 14, а также выключает механизм погружения термоэлектрического преобразователя. При погружении термоэлектрическо го преобразователя в жидкий металл начинается переходной процесс возрастания температуры термоэлектрического преобразователя и соответст вующей ему термо-ЭДС 0(t) до некото рого конечного уровня О соответствующего измеряемой температуре «(-«H4V6Hl() . (Я где - время; вц- начальная температура терм электрического преобразов теля; . f - постоянная времени термоэлектрического преобразова теля. Когда сигнал на выходе усилителя в 4oмeнт времени t достигает значения UY срабатывает компаратор 4, выходной сигнал которого от ключает блок памяти 8 от блока диф ференцирования 7. При этом блок памяти 8 запоминает величину сигнала первой производной 0(tj) Когда сигнсШ «а выходе усилителя достигает значения L/г / что соответствует моменту времени ta г ср батывает компаратор 6, выходной сигнал которого включает механизм погружения на подъем термоэлектрич кого преобразователя, включает соответствунхдий сигнал в блоке сигна лизации, свидетельствующий об окон чании измерения температуры, а также дает команду блоку 10 на фиксирование результата измерения. В момент tz на выходы блока вычисления поступают сигналы: J, e(tJ.-9.(e.ej(l-e j-; (2/ 2(Ч)); (з; -t,/r P(i)-() () Блок вычисления определяет температуру металла по формуле ®(Ц) (И следующей из формул (2)-(5). Наличие в предлагаемом устройстве новых элементов - блока вычисления, дополнительного блока памяти, порогового блока и новые связи между элементами выгодно отличает его от прототипа, так как позволяет повысить точность измерения температуры путем учета изменения пос тоянной времени термоэлектрического преобразователя, а также сократить время измерения, а следовательно повысить долговечность и надежность термоэлектрического преобразователя.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее термоэлектрический преобразователь, подключенный к входу усилителя, выход которого подключен к Первому входу первого компаратора, второй вход которого соединен с первым источником эталонного напряжения, второй компаратор, первый вход которого соединен с источником эталонного напряжения, индикатор, соединенный с блоком памяти, механизм погружения термоэлектрического преобразователя, отличающееся тем, что. с целью повышения точности измерения температуры путем учета изменения постоянной времени термоэлектрического преобразователя, в него введены,дополнительный блок памяти, блок вычисления,пороговый блок и блок дифференцирования, вход которого соединен с выходом усилите ля и вторым входом второго компаратора, а выход подключен к .пороговому блоку, дополнительному блоку памяти и первому входу блока вычисления, второй вход которого соединен с выходом дополнительного блока памяти, управляющий вход которого соединен с выходом первого компаратора, а третий и четвертый 9 входы блока вычисления соответственно соединены с выходами источников эталонного напряжения, при этом выходы второго компаратора и порогового ёлокасоединены с управляющими входами механизма погружения термоэлектрического преобразователя и блока памяти, соединенного с выходом блока вычисления.