Устройство для измерения температуры Советский патент 1984 года по МПК G01K7/16 

LVJ Изобретение относится к термометрии, а точнее - к устройствам для из мерения температуры с использованием термопреобразователя сопротивления. Известно устройство для дистанционного измерения температуры, содержащее термодатчик, выполненный в виде последовательно соединенных двух эталонных резисторов и двух идентичных термопреобразователей сопротивления, параллельно однот из которых подключен третий такой же термопреобразователь, .преобразовател электрического сопротивления ,термодатчика в электрический сигнал, который через четыре управляемых клю-. j4a коммутатора подключен к трем сред ним и одному крайнему вьшодам резисторов термодатчика, а крайние выводы термодатчика через измеритель натфяжения и линию связи соединены с вычислителем-регистратором, причем преобразователь электрического сопро тивления термодатчика выполнен в виде стабилизированного источника постоянного тока tl 3. Недостатком устройства является низкая точность измерения, обуслов ленная неидентичностью термопреобразователей сопротивления. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения температуры содержащее термопреобразователь со противления, первый вывод которого соединен с первым В1 1водом источника питания, а второй вывод соединен с последовательно соединенными первым и вторым образцовыми резисторами, коммутатор, первый вход которого сое динен с вторым выводом термопреобразователя сопротивления, а выход подключен к последовательно соединенным аналого-цифровому преобразователю и вычислительно-регистрирующему блоку блок управления соединен с коммутатором С23. В этом устройстве при измерении температуры термопреобразователь сопротивления и образцовые резисторы поочередно подключаются с помощью коммутатора к входу аналого-цифровог преобразователя (АЦП). При этом в из мерительной цепи последовательно с термопреобраэователем включены два ключа, сопротивление которых вносит существенную погрешность в результат измерения. Кроме того, для работы устройства необходимо точное соответствие сопротивления первого образцового резистора сопротивлению термопреобразователя при 0°С. Это требует тщательной подгонки сопротивления образцового резистора, в противном случае возникает методическая погрешность. Цель изобретения - првышение точности измерения температуры за счет упрощения измерительной 1;епи и устранения погрешности от несоответствия сопротивления образцового резистора сопротивлению термопреобразователю при нулевой температуре. Поставленйая цель достигается тем, что в устройство для измерения температуры, содержащее термопреобразователь сопротивления, первый вывод которого соединен с первым выводом источника питания, а второй вывод соединен с последовательно соединенными первым и вторым образцовыми резисторами, коммутатор, первый вход которого соединен с вторым выводом термопреобразователя сопротивления, а выход подключен к последовательно соединенным аналого-цифровому преобразователю и вычислительно-регистрирующему блоку, блок управления, соединенньй с коммутатором, введен третий образцовый резистор, включенньй между вторым вьгоодом второго образцового резистора и первым выводом термопреобразователя сопротивления, соединенным с вторым входом аналого-цифрового преобразователя, при этом второй вывод источника питания соединен с точкой соединения первого и второго образцовых резисторов, а второй и третий входы коммутатора соединены с выводами второго образцового резистора. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство содержит термопреобразователь 1 сопротивления, первый 2, второй 3 и третий 4 образцовые резисторы, коммутатор 5, включакяций в себя управляемые ключи 6-8, аналого-цифровой преобразователь 9, вычислительнорегистрирующий блок 10, источник 11 питания, блок 12 управления. Устройство работает следующим образом. Процесс измерения температуры состоит из трех тактов. В первом такте блок 12 управления открьтает ключ 7, а ключи 6 и 8 закрыты. Поскольку входное сопротивление А1Д1 9 выбирается много большим сопротивления открытого ключа, то на его вход поступает напряжение Р, (VR,)(VRJ «Э- (R.R.R.RJ Е - ЭДС источника 11 питания } f - его внутреннее сопротивление i R - сопротивление термопре образователя 1; R , R, , сопротивления образцовых резисторов 2-4 соответственно. Аналого-цифровой преобразователь 9 преобразует напряжение U в код N . ) где К - коэффициент преобразования АЦП 9J h - некоторая постоянная величина, определяющая сдвиг нулевой точки АЦП 9. Этот код поступает в вычислительно-регистрирующий блок, где и запоми нается. Во втором такте блок 12 управлени открьшает ключ 8 и закрывает ключ 7, при этом на выходе АЦП 9 появляется код .R В третьем такте блок управления открывает ключ 6 и закрьгаает ключ 8, На вход вычислительно-регистрирующего блока поступает код При линейной зависимости сопротивления термопреобразователя от температуры), (k) где RO сопротивление термопреобразователя 0°С, оС - температурный коэффициент сопротивления, алгоритм работы вычислительно-регистрирукидего блока имеет вид (V«4) N,-N3 otR.R Как следует из (7), результат измерения температуры не зависит от параметров источника питания, коммутатора и аналого-цифрового преобразователя. Точность измерения определяется главным образом, стабильностью образцовых резисторов и точностью градуировки термопреобразователя. Устройство обеспечивает высокую точность измерения и стагбильность метрологических характеристик во времени и э широком диапазоне внешних условий. Применение источника питания вместо генератора стабильного тока.и одного трехкан льного коммутатора вместо существенно упрощает схему измерительного преобразователя. Также упрсйцается схема управления коммутатором в случае использования электронных ключей, так как управление ими становится возможным относительно земляной шины ycтpoйctвa.

УСТТОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее термопреобразователь сопротивления, первый вывод которого соединен с первым выводом источника питания, a второй вывод соединен с последовательно соединенными первым и вторым образцовыми igrr,-,.,SU 1 « i г I .- ;rp/Q W резисторами, коммутатор, первый-вход которого соединен с вторым выводом термопреобраз ователя сопротивления, a выход подключен к последовательно соединенным аналого-цифровому преобразователю и вычислительно-регистрирующему блокуJ блок управления, соединенный с коммутатором, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения температуры, в него введен третий образцовый резистор, включенный между вторым выводом второго образцового резистора и первым выводом термопреобразователя сопротивления, соединенным с вторым входом аналого-цифрового преобразователя, при этом второй вывод источника питания соединен с точкой соединения первого и второго образцовых резисторов, a второй и третий входы коммутатора соединены с выводами второго образцового резистора.