Цифровой измеритель температуры Советский патент 1985 года по МПК G01K7/02 

111 Изобретение относится к термометрии и может быть использовано при создании цифровых измерителей температуры, работающих в комплекте с термоэлектрическими преобразователями. . Известно устройство для сигнализа ции обрыва датчика, состоящее из питающего и разделительного трансформаторов, транзистора, реле, диода, резистора, лампочки и делителя напряжения, одним плечом которого служит эквивалентное сопротивление мостовой схемы (терморезистивный преобразователь и три резистора плеч моста), а другим - резистор. На делитель поступает напряжение от одной из обмоток питающего трансформатора Напряжение, возникающее на эквивалентном сопротивлении мостовой схемы компенсируется напряжением, подаваемым от другой обмотки питающего трансформатора. При обрыве цепи термопреобразователя эти напряжения уже не компенсируются и их разность через разделительный трансформатор поступает на вход транзистора, который открывается и включает реле. Реле самоблокируется и отключает цепь термопреобразователя от входа последующей схемы 1 J. Недостатком указанного устройства является то, что. по цепи термопреоб разователя для выявления обрыва прин ципиально должен протекать ток, что приводит к появлению дополнительной погрешности. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является цифровой измеритель температуры, содер жащий термоэлектрический преобразователь . (ТЭП) , подключенный одним выводом через источник напряжения смещения (ИНС), а другим выводом через коммутатор к двум входам преобразователя напряжения в интервал времени (ПИВ), включающего усилитель и интегратор. Третий вывод коммутатора подключен к точке соединения ИН и одного из выводов ТЭП. Выход ПНВ соединен с входами блока управления и первого селектора, выход которого через.блок,линеаризации (БЛ) подключен к цифровому отсчетному устройству (НОУ). Генератор опорной частоты (ГОЧ) подсоединен к входам второго селектора и.блока управления (БУ).. Выходы второго селектора под2ключены к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика (РСЧ),выход которого соединен с БУ. Управляющие входы коммутатора, селекторов БЛ и блоки индика1Ц1и полярности (БИП) подключены к выходам БУ С2Д. Недостатком известного устройства является отсутствие возможности выявления и сигнализации обрыва цепи ТЭП. Цель изобретения - выявление и сигнализация обрыва цепи ТЭП. Поставленная цель достигается тем, что в цифровой измеритель температуры, содержавши термоэлектрический преобразователь, выводы которого подключены к входамкоммутатора, источник напряжения смещения, преобразователь напряжения в интервал времени, выход которого соединен с первым входом блока управления и одним из входов первого селектора, ко-; торый своим выходом через блок линеаризации подключен к цифровому отсчетному устройству, генератор опорной частоты, к выходу которого подсоединены управляющий вход преобразователя напряжения в интервал времени, второй вход первого селектора и первый вход второго селектора, а выходы последнего подключены к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика, выход которого соединен с вторым входом блока управления, причем первый выход блока управления подключен К управляющему входу коммутатора, второй - к входу блоков индикации полярности и линеаризации, третий - к второму входу второго селектора, и четвертый - к третьему входу первого селектора, введены последовательно соединенные компаратор и блок сигнализации, усилитель и два резистора, причем выход усилителя соединен с входами преобразователя напряжения и компаратора и чёреэ последовательно включенные резисторы со своим общим проводом и одним из полюсов источника напряжения смещения, другой полюс которого подключен к неинвертирующему входу усилителя, общий полюс резисторов соединен с одним из выводов термоэлектрического преобразователя, выход коммутатора - с инвертирзпощим входом усилителя, а управляющие входы компаратора и блока сигнализации с пятым выходом блока управ- ления. . 3 На чертеже приведена блок-схема цифрового измерителя температуры, Устройство содержит 1, татор 2, резисторы 3 и 4, ННС 5, усилитель 6, компаратор 7, блок 8 сигнализации обрыва (БСО), ПИВ 9, БУ 10, ГОЧ 11, первый 12 и второй 13 селекторы, РСЧ 14, БЛ 15, ЦОУ 16 и БИП 17. ТЭЦ 1 одним выводом через коммутатор 2 подключен к инвертирующему входу усилителя 6, а другим выводом к общему полюсу резисторов 3 и 4. Неинвертирующий вход усилителя 6 через ИНС 5 соединен с общей шиной измерителя, выход усилителя 6 соеди нен с входами ПНВ 9 и компаратора 7 и через последовательно соединенные резисторы 4 и 3 с общей шиной измерителя . Выход компаратора 7 подключен к входу БСО 8, Выход ПНВ подсое динен к одному из входов БУ 10, два выхода которого подключены к вх дам первого 12 и второго 13 селекто ров, другие входы которых соединены с выходом ГОЧ 11 и управляющим входом ПНВ 9. Выход селектора 12 через БЛ 15 под1 :лючен к ЦОУ 16,, а выходы селектора 13 - к суммирующему и вычитающему входам РСЧ 14, выход переноса которого соединен с другим входом БУ 10.. Третий выход БУ 10 подключен к управляющим входам компа ратора 7 и БСО 8, четвертый к управляющему входу коммутатора 2, а пятый - к управляющим входам БЛ 15 и БИЛ 17. Цифровой измеритель температуры работает следующим образом.

В исходном состоянии РСЧ 14 и БЛ 15 сброшены в нуль. В первом такте измерения сигналом с ЕУ 10 с помощью коммутатора 2 отключают термо-ЭДС. ТЭП 1 от инвертирующего входа усилителя и закорачивают его с общим полюсом резисторов 3 и 4. На выходе усилителя получают напряжение в К раз. большее, чем напряжение смещения Up« , гда К-, - коэффициент, усиления усилителя 6. В этом. же такте с БУ 10 на компаратор 7 и БСО 6 п одают строб-сигналы, запрещающие их срабатывание. Выходное напряжение Ufti, K(U(.) усилителя 6 с помощью ПНВ 9 преобразую в интервал времени. На протяжении времени, пропорционального выход ГОЧ t1 подключают к сумю1рую1цему входу

При отсутствии обрыва, напряжение Ug, с помощью ПНВ 9 преобразуют в интервал времени Т. Одновременно с началом второго такта измерения через селектор 13 на вычитающий

вход РСЧ 14 подают импульсы с ГОЧ 11. С помощью БУ 10 фиксируют моменты Бремени перехода через ноль РСЧ 14 и окончания формирования временного интервала (сигнал подают с ПНВ 9).

Если первым через ноль переходит РСЧ 14j то сигналом с БУ 10 закрывают селектор 13 и открывают селектор 12 и импульсы с ГОЧ 11 подают на ВП 15 и с него - на ЦОУ. При этом

БИП 17 индицирует знак V, а вБЛ 15 подключают схему линеаризации положительных температур. Если раньше приходит импульс окончания интерва84РСЧ 14 через второй селектор 13, подавая на последний сигнал с БУ 10, открываю1ций этот селектор. В результате в РСЧ 14 записывают количество импульсов N,rTf), (и.4) , ( где К2 - коэффициент преобразования ПНВ 9. Во втором такте измерения сигналом с БУ 10 с помощью коммутатора 2 к входам усилителя 6 подключают термо-ЭДС ТЭП 1. Если входная цепь не оборвана, то выходное напряжение усилителя равно Напряжение срабатывания Uj-p компаратора 7 подбирают таким образом, чтобы выполнялось условие ВЫХ. НЙС.М. . 3j Де . максимальное выходное напр5гжение усилителя 6j нас мин минимальное напряжение насьш ения усилителя 6 при самых неблагоприятных условиях. Если же входная цепь прибора оборвана, то размыкается обратная связь в усилителе 6 и его выходное напряжение становится равным напряжению насьш ения (стремится к значению sbix ) , где К - коэффициент усиления разомкнутого усилителя). ак как во втором такте с БУ 10 на омпаратор 7 и БСО 8 подают разрешаюий работу сигнал, то компаратор пееходит в другое логическое состояие и, тем самым, приводит к срабатыанию БСО 8, который формирует коману Обрьш входной цепи. ла времени, то он же открывает селек тор 12 и через ВУ 10 БИП 17 индициру ет знак -, а в ВЛ 15 подключают схему линеаризации отрицательных температур. Иьтульсы с ГОЧ 11 через селектор 13 и БЛ 15 подают на ЦОУ 16, результат измерения в котором индицируют после срабатывания РСЧ 14. При положительных температурах резуль тат измерения индицируют после появления сигнала с ПНВ 9; Во вторрм такте всего получают N импульсов , (U,) , а на вход схемы линеаризации пропускают NJ импульсов ся ЦОУ 11 отображает это число как результат измбрения. Как видно из выражения (5), результат измерения зависит только от коэффициентов передачи ПНВ 9 и усилителя 6 и не зависит от параметров любого блока устройства. Таким образом, в предлагаемом цифровом измерителе температуры в отличие от известнцго получена возможность определять и индицировать обрыв входной цепи.

ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ, по авт. св.. № 970133, содержащий термоэлектрический п реобразователь, выводы которого подключены к входам коммутатора, источник напряжения смещения, преобразователь напряжения в интервал времени выход которого соединен с первым входом блока уиравления и первым входом первого селектора, который своим выходом через блок линеаризации подключен к цифровому отсчетному уст-, ройству, генератор опорной частоты, к выходу которого подсоединены управляющий вход преобразователя напряжения, второй вход первого селектора и первый вход второго селектора, а выходы последнего к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика, выход которого соединен с вторым входом блока управления, причем первый выход блока управления подключен к управляющему входу коммутатора, второй - к входу блоков индикации полярности и линеаризации, третий - к второму входу второго селектора, и четвертый - к третьему входу первого селектора, отличающийся тем, что, с целью выявления и сигнализации обрыва цепи термоэлектрического преобразователя, в измеритель введены последовательно соединенные компаратор и блок сигнализации, усилитель 1и два резистора, причем выход усилителя соединен с входами преобразовав теля напряжения и компаратора и через последовательно включенные резисторы со своим общим проводом и СП одним из полюсов источника напряже а ния смещения., другой полюс которого со dd подключен к неинвертирующему входу усилителя, общий полюс резисторов 00 соединен с одним из выводов термоэлектрического преобразователя, вы ход коммутатора - с инвертирую1цим входом усилителя, а управляю1цие входы компаратора и блока сигнализации с пятым выходом и блока управления.