Устройство для измерения температуры Советский патент 1984 года по МПК G01K7/34 

Изобретение относится к те|мпературным измерениям, а точнее к|.устройствам для измерения температуры посредством термочувствительн дх кон денсаторов .I Известно устройство для кз ерения температуры, содержащее тэрмочувствительный и образцовый крнденсаторы, источник питания, вып|олненн в внде генераторапеременного напря жения, трансформаторный компаратор тока, индикатор, трансформатор напряжения, первичная обмотка которого соединена с генератором переменного напряжения, а вторичная f с первыми выводами конденсаторов, вторые выводы которых соедине|1ы с первой обмоткой компаратора , вторая обмотка которого подключена к индикатору,, а выводы третье регулируемой обмотки соединены ф вторым выводом термочувствительного конденсатора и средней точкой|вторичной обмотки трансформатора I напряжения l .I Недостатки устройства - невысокая точность измерения при воздействии дестабилизирующих факторов, например воздействия электром гнитных помех или изменения темпе)атуры окружающей среды, а также высокая надежность и разрешающая спосфбность.I Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения температуры, содержащее термопреобразователь сопротивления, конденсатор, источни напряжения, эталонный резистоЕ, клю генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента совпадения, блок выделения разности кодов, выход которого подключён к счетчику с цифровым индикатором, ко мутатор, выходы которого соединены с управляющими входами ключей и установочными входами блока выделения разности кодов и счетчика, а 1акже формирователь импульсов, нуль-орган и преобразователь длительности импульсов в код. Принцип работы, извес ного устройства основан на заряде конденсатора и разряде его через термопреобраэователь с одноврёмен :ной регистрацией времени , которое пропорционально емкости кон денсатора и величине сопротивд ения термопреобразователя 2J . | Известное устройство может |работыть и с термочувствительным к онденсатором, если включить его |вместо обычного конденсатора, одна|ко в этом случае оно не может обесп ечить высокой точности измерения в широко диапазоне температур. Цель изобретения - повышение точ ности измерения температуры. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения температуры, содержащее термочувствительный конденсатор, источник напряжения, эталонный резистор, ключи, генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента совпадения, блок выделения разности кодов, выход которого подключен к счетчику с цифровым индикатором, ком-, мутатор, выходы которого соединены с управляющими входами ключей и ус-, -тановочными входами блока вьщеления разности кодов и счетчика, введены образцовый конденсатор, блок уставок кода и компаратор, входы которого соединены с термочувствительНЕлм и образцовым конденсаторами, соединенней с первым и вторым ключами и через третий и четвертый ключи соответственно подключены к после дов-ате ль но соединенным эталонному резистору и источнику напряжения, а выход подключен к. второму входу элемента совпадения, выход которого соединен с управляющим входом третьего ключа и первым входом блока выделения разности кодов, второй вход которого подключен к выходу блока уставок кода, при этом выход генератора импульсов соединен с входами коммутатора и блока уставок кода, установочный вход которого соединен с выходом коммутатора. На чертеже представлена блок-схема устрбйства. Устройство для измерения температуры содержит термочувствительный конденсатор 1, образцовый конденсатор. 2, источник 3 напряжения, эталонный резистор 4, первый 5, второй 6, третий 7, четвертый 8 ключи, компаратор 9, элемент 10 совпадения, блок 11 выделения разности кодов, блок 12 уставок кода, счетчик 13, цифровой индикатор 14, генератор 15 прямоугольных импульсов, коммутатор 16, имекадий в своем составе, например, делитель 17 частоты, инвертор 18, два триггера 19 и 20 и два элемента 21 и 22 совпадения. I - Устройство работает следующим образом. Генератор 15 прямоугольных импульсов вырабатывает последовательность импульсов с периодом 2tg. При включении устройства коммутатор в теч;ение первого полупериода (интервала времени to) вырабатывает сигнал, -устанавливающий все блоки устройства в исходное состояние, и замыкает ключи 5 и 6. При этом конденсаторы 1 и 2 разряжаются .через ключи 5 и 6. В течение второго полупериода по сигналу с коммутатора замыкается ключ 8. Ключи 5-7 при этом разомкнуты. Конденсатор 2 заряжаетciH за время t донапряжения и U(, (1-е )где RO и Со - сопротив ление и емкость эталонного резистор и образцового конденсатора соответстверно), а на выходе компаратора 9 устанавливается сигнал логической единищл. При поступлении второго импульса от генератора 15 на вход элемента 1Q совпадения на его выходе появляется сигнал логической единицы, который замыкает ключ 7. Ключи 5,6 и 8 при этом разомкнуты. За время действия второго импульса (в течение интервала времени to) термочувствительный конденсатор .заряжается от источника 3 до напряжения и и () где GX - величина емкости термочувствительного конденсатора). В интервале между вторым и третьим импульсами ключ 7 разомкнут, так как на выходе элемента 10 совпадения имеется сигнал логического нуля. При поступлении на вход элемен-: та 10 третьего импульса на его выхо де устанавливается сигнал логическо единицы, ключ 7 замыкается на время действия третьего импульса, конденсатор 1 заряжается до уровня U до, Ug (1-е ) Процесс заряда конденсатора продолжается до тех пор, пока напряжение на нем не сравняется с напряжением U,,o , запомненным образцовым конденсатором. Это произойдет после N циклов заряда конде сатора,1. При этом число N Сх/Сд. В момент равенства напряжений на входе и выходе компаратора и соотве ственно на входе элемента совпадени устанавливается сигнал логического нуля, ключ 7 размыкается, заряд кон денсатора 1 прекращается, также пре крсццается поступление импульсов с выхода элемента совпадения на вход блока выделения разности кодов. Такое состояние сохраняется до следующего цикла работы устройства. Блок 14 выделения разности кодов и блок 12 уставок кода служат для формирования заданной температурной шкалы, например Цельсия, По сигналам с генератора импульсов в блоке 12 уставок кода устанавливается код, соответствующий величине емкости термочувствительного конденсатора при О-с. Блок выделения разности кодов исключает из информационного кода (в данном случае унитарного) эту величину, тем самым формируя нулевой код при . Счетчик 13 подсчитывает число импульсов, поступающих на его вход с выхода блока выделения разности кодов, которое пропорционально измеряемой температуре, .Коммутатор 16 работает следующим образом. Импульсы с генератора 15 поступают через делитель 17 и инвертор 18 на входы тризггера .19, который совместно с элементом 21 совпадения формирует сигнал, устанавливающий блоки устройства в исходное состояние и обеспечивающий разряд кондейсаторов 1 и 2. Триггер 20 совместно с элементом 22 совпадения формирует по сигналам с выхода генератора 15 и триггера 19 импульс, длительностью to, обеспечивающий зарядконденсатора 2 в начале каждого цикла измерения. Наличие в устройстве для измерения температуры новых элементов образцового конденсатора, блока установки Кода, компаратора и новых связей между элементами устройства выгодно отличают его от прототипа/так как позволяет повысить точность измерения температуры, а также обеспечить регистрацию результатов измерения в единицах температуры.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее термочувствительный конденсатор, источник напряжения, эталонный резистор, ключи, генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента совпадения, блок выделения разности, кодов, выход которого- подключен к счетчику с цифровым индикатором, коммутатор, выходы которого соединены с управляющими входами ключей и установочными входами блока выделения разности кодов и счетчика, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены образцовый конденсатор, блок уставок кода и компаратор, входы которого соединены с термочувствительным и образцовым конденсаторами, соединенными с перBbDvi и вторым ключами, и через третий и четвертый ключи соответственно подключены,к последовательно соединенным эталонному резистору и источнику напряжения, а выход подключен к второму входу элемента совпадения, выход которого соединен с управляющим входом третьего ключа и § первым входом блока выделения ности кодов, второй вход которого подключен к выходу блока уставок кода, при этом выход генератора импульсов соединен с входами коммутатора и блока уставок кода, установочный вход которого соединен с выходом коммутатора.