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

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано при создании щитовых цифровых измерителей температуры работающих в комплекте с термоэлектрическими преобразователями.

По основному авт. св. № 970133, известен цифровой измеритель температуры для работы в комплекте с термоэлектрическими преобразователями, со держащий термоэлектрический преобразователь (ТЭП), подключенный одним выводом через источник напряжения смещения (PiHC), а другим выводом через коммутатор к двум входам преобра зователя напряжения в интервал времени (ПНВ), включающегоусилитель и интегратор. Третий вывод коммутатора подключен к точке соединения ИНС и одного иа выводо в ТЭП. Выход ПИВ соединен с входами блока управления и первого селектора (С1), выход которого через блок линеаризации (БЛ) подключен к цифровому отсчетному устройству (ЦОУ). Генератор опорной час тоты (ГОЧ) подсоединен к входам 01, второго селектора (С2) и управляющему входу ПНВ. Выходы С2 подключены к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика (РСЧ), выход которого соединен с БУ. Управляющие входы коммутатора, селекторов блока линеаризации и блока определения полярности (БОП) подключены к выходам БУ l1.

Недостатком известного устройства является отсутствие возможности выявления и сигнализации обрыва ТЭП.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем выявления и сигнализации обрыва входной цепи.

Указанная цель достигается тем, что цифровой измеритель температуры, содержащий первичный преобразователь температуры, подключенный одним выводом через источник напряжения смещения, а другим выводом через коммутатор к двум входам преобразователя напряжения в интервал времени, причем третий вывод коммутатора подключен к точке соединения источника напряжения смещения и первичного преобразователя, выход преобразователя напряжения соединен с входами блока управления и первого селектора, выход которого через блок линеаризации нодключен к цифровому отсчетному устройству, генератор опорной частоты

подсоединен к входам первого и второго селекторов и управляющему входу преобразователя напряжения, выходы . второго селектора подключены к суммирующему и вычитающему входам ререрсивного счетчика, выход которого соединен с блоком управления, а управляющие входы коммутатора, селекторов, блоков линеаризации и определения полярности подключены к соответствующим входам блока управления, снабжен усилителем, ключом, компаратором, блоком сигношизации, источником напряжения уставки, при этом инвертирующий вход усилителя через ключ подсоединен к одному из выводов первичного преобразователя температуры, другой вывод которого подключен к точке соединения выхода усилителя и входа компаратора, неинвертирующий вход усилителя соединен с источником напряжения уставки, выход компаратора подключен к блоку сигнализации, а управляющие входы ключа, компаратора и блока сигнализации подсоединены к выходу блока управления.

На чертеже изображена блок-схема цифрового измерителя температуры.

Цифровой измеритель температуры содержит первичный термоэлектрически преобразователь 1, коммутатор 2, источник 3 напряжения смещения, .преобразователь 4 напряжения в интервал времени, генератор 5 опорной частоты, блок 6 управления, первый 7 и второй 8 селекторы, реверсивный счетчик 9, блок 10 линеаризациИ} цифровое отсчетное устройство 11, блок 12 определения полярности, ключ 13, усилитель 14, источник 15 напряжения уставки, компаратор 16 и блок 17 сигнализации.

Один вывод ТЭП 1 через ИНС 3, а другой через коммутатор 2 подключены к входам ПНВ 4, выход которого соединен с одним из входов БУ 6 и первого селектора,7. Выход селектора 7 через БЛ 10 подсоединен к ЦОУ 11 Выход ГОЧ 5 подключен к управляющему входу ПНВ 4 и входам селекторов 7 и 8, выходы cefieKTopa 8 соединены через РСЧ 9 с вторым входом БУ 6. Точка соединения коммутатора 2 и вывода ТЭП 1 через ключ 13 подключена к инвертирующему входу усилителя 14, а точка соединения ИНС 3 и другого вывода ТЭП 1 - к выходу усилителя 14 Источник напряжения уставки (ИНУ) 15 соединен с неннвертирующим входом усилителя 14, выход которого через компаратор 16 подключен к блоку сиг нализации (БС) 17. Управляющие вход ключа 13, компаратора 16, БС 17, коммутатора 3, БОИ 12, ЕЛ 10, селек торов 7 и 8 соединены с соответствующими выходами БУ 6. Цифровой измеритель температуры работает следующим образом. В исходном состоянии РСЧ 9, ВЛ сброшены в нуль. В первом такте измерения по команде с БУ 6 KONJMyTa тор 2 отключает от входа 4 термо-ЭДС ТЭП 1 и подключает ИНС 3. В этом же такте по команде с БУ 6 ключ 13 замыкается и разрешается ра бота компаратора 16 и БС 17. Если входная цепь цифрового измерителя температуры не оборвана, то через сопротивления открытого ключа 13 и входной цепи замыкается цепь стопро центной отрицательной обратной свя усилителя 14 и его выходное напряже ние становится равным напряжению 15, -значение которого выбирают много меньше порога срабатывания компаратора 16. Поэтому компаратор 16 не срабатывает и БС 17 индицирует команду об отсутствии об рыва входной .цепи. Одновременно про изводится измерение напряжения V смещения и аддитивной составляющей & погрешности.. Если же входная цепь цифрового измерителя температуры оборванар то это приводит к тому, что отрицатель ная обратная связь усилителя 14 через сопротивления открытого ключа 1 и, вг одной цепи размыкается и на его выходе появляется напряжение U ,jcT где К 4 коэффициент уси ления разомкнутого усилителя 14. Зн чения UXJCT и К , выбирают такими, чтобы вьшолнялось неравенство Ujyjj , где и „ос значение напряжения насыщения усилителя 14. Значение порога срабатывания компаратора выбирают меньше U,.. (но много больше ) поэтому компаратор срабатывает и изменяет свое выходное логическое состояние на противоположное,. Сигнал срабатывания компарато.ра 16 передается на БС 17, который индицирует команду обрыва входной цепи цифрового измерителя температу При отсутствии обрыва входной цепи к входу ПНВ 4 подсоединена ал гебраическая сумма напряжений U( которую с помощью ПНВ 4 преобразуют в интервал времени. На протяжении времени, пропорционального Ug, + , выход ГОЧ 5 подключается через селектор 8 к суммирующему входу РСЧ 9, в результате чего в последнем записывается N,, импульсов где Т - временной интервал, пропорциональный и,+д; f - частота следования импульсов ГОЧ 5; К - коэффициент преобразования ПНВ 4. Во втором такте измерения по команде с БУ 6 размыкается ключ 13 и запрещается работа компаратора 16 и БС 17, причем в последнем индицируется команда первого такта. Также по команде с БУ 6 на вход ПНВ 4 подается алгебраическая сумма термоЭДС Р ТЭЦ 1, и и д, которая С помощью ПНВ преобразуется в интервал времени. Одновременно с началом второго такта измерения через селектор В на вычитающий вход РСЧ 9 подаются импульсы с ГОЧ 5. С помощью БУ 6 фиксируются моменты времени перехода через ноль РСЧ 9 и окончания формирования временного интервала (сигнал поступает с ПНВ 4). Если первым через ноль переходит РСЧ 9, то сигналом с БУ 6 закрывается селектор 8 и открывается селектор 7 и импульсы с ГОЧ 5 подаются на БЛ 10 и с него на ЦОУ. При этом БОП 12 индицирует знак +, а НЛ 10 подключает схему линеаризации положительных температур. Если раньше приходит импульс окончания интервала времени, то он же открывает селектор 7 и через БУ 6 БОП 12 индицирует знак а БЛ 10 подключает схему линеаризации отрицательных температур. Импульсы с ГОЧ 5 через селектор 7 и БЛ 10 подаются на ЦОУ 11, которое индицирует результат измерения после срабатывания РСЧ 9. При положительных температурах результат измерения индицируется после появления сигнала с ПНВ 4. Во втором такте всего формируется 2 импульсов. . (2) на вход схемы линеаризации постуает Ni импульсов S Это экачение ЦОУ t1 индицирует как результат измерения. Как видно из формулы (3), результат измерения зависит только от коэффициента передачи ilHB 4 и не зависит от параметров любого другого блока устройства 9 Таким образом, погрешность предлагаемого цифрового измерителя температуры не превышает погрешности известного устройства, но в отличие от последнего функциональные возможности его расширены - получена возможность определять и индицировать обрыв входной цепи.

Jt

ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ по авт. св. № 970133, отличающийся тем, что, с целью расширения функдаональиых возможностей путем определения и сигнализации обрьюа входной цепи, он снабжен усилителем, ключом, компаратором, .блоком сигнализации, источником напряжения уставки, при этом инвертирующий вход усилителя через ключ подсоединен к одному из выводов первичного преобразователя температуры, ;фугой вывод которого подключен к точке соединения выхода усшттсля и входа компаратора, нейнвертирукя|ий вход усилителя соединен с источником напряжения уставки, выход кстпаратора подключен к блоку сигнализации, а управляющие входа ключа, кся а1аратора и блока сигнализации подсоединены к выходу блока управления.

II

Ю