Многоканальное устройство для измерения температуры Советский патент 1985 года по МПК G01K7/00 

Изобретение относится к области измерительной технике и Предназначено для использования в многоканальных приборах и устройствах, осуществляющих сбор данных отдатчиков постоянного тока с низким уровнем выходных сигналов.

.Целью изобретения является повышение точности измерения и надежности устройбтва путем уменьшения влияния на результат измерения изменений переходного сопротивления коммутатора.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства: на фиг.2 - временная диаграмма работы устройства.

Устройство содержит термопреобразователи, например термоэлектрический преобразователь 1 или термопреобразователь сопротивления 2. (на чертеже показано

только два термопреобразователя, в принципе их число не ограничено) подключение

ГО ко входам контактного коммутатора 3 с ключами 4.1 и 4.2 непосредственно или через

о о измерительные блоки 5 и 6, ключ 7, аналогоцифровой преобразователь 8, формироваiSтель токовых импульсов 9 и бл.ок обработки и регистрации данных 10.

Формирователь токовых импульсов может СОСТОЯТЬ, из источника напряжения 11. токоограничивающего резистора 12. ключа 13 и формирователя временных интервалов 14. например, одновибратора.

Измерительный блок 5 необходимо для компенсации измерений температуры свобоДного конца-термоэлектрического преобразователя и может быть выполнен в виде мостовой схемы, в одно из плеч которой

включен термопреобразователь температуры свободного спая, в одну из диагоналей включен источник питания, а другая диагональ включена последовательно с термоэлектрическим преобразователем,

Измерительный блок 6 необходим для формирования сигнала постоянного тока пропорционального сопротивлению и соответственно температуре термопреобразователя сопротивления.

Он также может быть выполнен в виде мостовой схемы, в одно из плеч которой включен по трехпроводной схеме термопреобразователь сопротивления, в одну из диагоналей включен источник питания, а с другой диагонали снимается выходной сигнал.

Устройство работает следующим образом, /

С выходов измерительных блоков сигналы, пропорциональные измеряемой температуре, подаются на входы коммутатора 3, В момент времени ti (фиг.2.1) с выхода 15 блока 10 на коммутатор 3 поступает сигнал, по которому замыкается первая пара кон-тактов 4,1 (фиг.2.2). По истечении времени, необходимого для прекращения дребезга контактов и окончания переходных процессов, в момент t2 (фиг.2,3)с выхода 16 блока 10 на АЦП 8 поступает сигнал, по которому АЦП начинает обработку сигнала, приложенного к его входу.

По истечении времени, необходимого для обработки входного сигнала, с управляющего выхода 17, АЦП 8 в момент 1з{фиг,2.4) поступает сигнал на формирователь временного интервала 14 и ключ 7, Начиная с этого момента, величина входного сигнала не влияет на работу АЦП и на конечный результат преобразования. Работа АЦП, продолжается в соответствии с конкретной схемой его реализации и заканчивается выдачей результата преобразования с выхода данных 18 на вход блока 10. Начиная с момента t3 формирователь временного интервала 14 вырабатывает прямоугольный импульс заданной длительности ta - t4 (фиг.2.5) поступающий на управляющий вход ключа 13. Ключ замыкается и к выходу коммутатора 3, подключенному к входу АЦП 5, подключается через резистор 12 источник 11. При этом через замкнутые контакты 4 коммутатора протекает ток 1,препятствующий образованию поверхностных пленок,

Величины тока определяется выражением;

. E-fi

R + Гвн1

где Е - напряжение источника 6;

ti напряжение на выходе измерительной схемы 2;

R - сопротивление резистора 12;

Гвн1 - сопротивление цепи, подключенной к входу коммутатора.

Выбирая Е ti и R Гвн1, получим

.т0

Величины Е и 1 выбираются такими, чтобы обеспечить оптимальный режим

(0.05 Е ЗОВ;5.) работы контактов, препятствующий обраЗованию пленок. По окончании импульса гз 5t/i в момент времени 15 (фиг.2.6) с выхода 15 блока управления 10 поступает сигнал на размыкание первой пары контактов 4 коммутатора 3. В интервале ts - te все контакты разомкнуты. Наличие такого интервала

0 предотвращает возможность замыкания между собой двух соседних преобразователей 1. В момент te (фиг.2.1) из блока 10 поступает команда на замыкание следующей пары контактов 5 и соответственно при5соединение следующего первичного преобразователя 1 и повторяется вышеописанный процесс.

В практической схеме реализации устройства блок обработки и регистрации дан0н.ых 10 может быть на базе микропроцессора К580К80 и сопутствующих элементов из микропроцессорного набора серии К580 гю известным схемам всоотаетствии с инструкцией их применения.

5

В качестве коммугатора может использоваться коммутатор на безъякорных (герконовых) реле, аналого-цифровой преобразователь может быть любого типа.

Формула изоб.ретения

0

Многоканальное устройство для измерения температуры, содержащее термопреобразователи, подключенные к входам контактного коммутатора, аналого-цифровой преобразователь, информационный вы5ход которого соединен с блоком обработки и регистрации данных, выходы которого соединены с управляющими входами коммутатора и аналого-цифрового преобразователя, о т л и ч а ю щ ё е с я тем, что, с целью

0 повышения ToiinocTH измерения и надежности устройства путем уменьшения влияния на результат измерений переходного сопротивления коммутатора, в него введены ключ и формирователь

5 токовых импульсов, управляющий вход которого соединен с управляющим входом ключа и выходом окончания преобразования аналого - цифрового преоб

Изобретение предназначено для использования в многоканальных приборах и устройствах, осуществляющих сбор данных от датчиков постоянногр тока с низким уровнем выходного сигнала, и позволяет повысить точность измерения и надежность устройства путем уменьшения влияния на результат измерения изменений переходного сопротивления коммутатора. Для этого в многоканальное устройство для измерения температуры введен формирователь токовых импульсов, который состоит из источника напряжения 11, токоограничивающего резистора 12, ключа 13 и формирователя 14 временных интервалов. Последний вырабатывает прямоугольный импульс заданной длительности, поступающий на управляющий вход ключа 13, ключ замыкается и к выходу коммутатора 3, подключенному к входу аналого-цифрового преобразователя 8, подключается через токозадающий резистор 12 источник 11. При этом через замкнутые контакты 4 коммутатора протекает ток 1, препятствующий образованию поверхностных пленок. 2 ил.