Устройство для измерения показателя тепловой инерции термопреобразователей сопротивления Советский патент 1986 года по МПК G01K15/00 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения показателя тепловой инерции термопреобразователей сопротивления, зависимость сопротивления от температуры которых может считаться линейной в рабочем диапазоне температур.

Целью изобретения является повышение точности измерения путем стабилизации мощности, вьщеляемой на термопреобразователе при его нагреве

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник 1 на рева термопреобразователя, например источник тока, формирующий на своем выходе импульсы тока заданной величины и длительности, преобразователь 2 тока в напряжение, например калиброванный шунт, испытуемый термопреобразователь 3 сопротивления, квадрато А, дифференциатор 5, импульсный дететор 6, резистивный делитель 7 напряжения, сумматор 8, функциональный преобразователь 9, регулятор 10 тока две схемы 11 и 12 сравнения, измеритель 13 временных интервалов, состоящий из генератора 14 счетных импульсов и счетчика 15 импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Источник 1 нагрева вырабатывает . прямоугольные регулируемые по амплитуде и длительности импульсы тока. Для того, чтобы обеспечить экспоненциальный характер нарастания температуры, а следовательно, и сопротивления термопреобразователя .с линейной зависимостью сопротивления от температуры, необходимо нагрев термопреобразователя осуществлять при постоянной подводимой мощности.

Для этого ток I(t) , протекающий через термопреобразователь, должен изменяться по закону ,,

Kt)

(1)

ЧТО может быть получено, если ток Ip(t), протекакнций через регулятор 0 10 тока, включенный параллельно термопреобразователю, изменяется по

закону

Ip(t)

I - I.

(2)

где 1д - начальный ток, величина которого выбирается в зависимости от

to

20

-15 25

30

35

40

2230601

типа используемого термопреобразователя;

Е|ц - начальное сопротивление термопреобразователя;

R(t) - текущее значение сопротивления термопреобразователя, зависящее от его температуры t.

Регулятор 10 тока может быть выполнен на основе транзистора, включенного по схеме переменного сопротивления. Для получения указанной зависимости тока на его управляющий вход должно подаваться напряжение, изменяющееся по такому же закону, которое формируется с помощью сумматора 8 и функционального преобразователя 9. Последний может быть выполнен в виде операционного усилителя, в цепь o6paiT- ной связи которого включен резистор с сопротивлением /1к, а к входу подключен электрически управляемый нелинейный переменный резистор, например, на основе транзистора.

При протекании тока через преобразователь 2 тока в напряжение на его выходе формируется напряжение, пропорциональное току 1, которое поступает на второй вход сумматора 8 и вход функционального преобразователя 9, на другой вход которого поступает напряжение с выводов термопреобразователя сопротивления, пропорциональное его сопротивлению. При этом на выходе функционального преобразователя появляется напряжение, пропорШ1

цирнальное величине - 1 р

которое поступает на первый вход сумматора, а на выходе сумматора - напряжение , пропорциональное величине (I.- 1с

), которое поступает на

управляющей вход регулятора тока, в результате чего ток, протекающий через него, изменяется по закону, описываемому выражением (2).

Снимаемое при этом с термопреобразователя 3 напряжение

U(t) l(t).R(t) ) KjR(t), К (3)

к. UR.

подается на квадратор 4, с выхода которого сигнал, пропорциональный величине ) к R(t) и изменяющийся по экспоненциальному закону, подается на импульсный детектор 6. Импульсный детектор фиксирует максимальное значение производной сигнала

и iidT

и подает его на

резистивный делитель с коэффициентами деления К и К 1, где 1 - основание натуральных логарифмов; К - число, близкое к единице. С выходов ре- зистивного делителя 7 напряжения и„/К и подаются на первые входы схем 11 и 12 сравнения, на вторые входы которых подается сигнал U(t) с выхода дифференциатора. Схема 12 сравнения, на которую подано опорное напряжение , вырабатывает стартовый импульс для измерителя 13 временного интервала, а схема 11, на которую подан уровень напряжения , - стоп-импульс. Так как опорные уровни отличаются друг от друга в 1 раз, а напряжение на выходе дифференциатора изменяется по экспоненциальному закону, то интервал времени между моментами срабатывания пороговых схем равен значению показателя тепловой инерции испытуемого термопреобразователя.

Формула изобретения

Устройство для измерения показателя тепловой инерции термопреобразователей сопротивления, содержащее

Редактор О.Юрковецкая

Составитель В.Куликов

Техред И.Гайдош Корректор С.Шекмар

Заказ 1702/43Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПШ1 Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

источник нагрева термопреобразователя, дифференциатор, выход которого подключен к входу импульсного детектора и первым входам двух схем

5 сравнения, вторые входы которых подключены к выходу резистивного делителя, подключенного к выходу импульсного детектора, а выходы подключены к измерителю временного интервала,.

0 отличающееся тем, что, с целью повьшения точности измерения путемстабилизации мощности, вьщеляе- мой на термопреобразователе, в него введены квадратор, регулятор тока,

5 преобразователь тока в напряжение, функциональный преобразователь и сумматор, первьш вход которого соединен с первым входом функционального преобразователя и вьЬсодом преобразо0 вателя тока в напряжение, включенного между выходом источника нагрева Tfep- мопреобразователя и испытываемым термопреобразователем, выводы которого подключены к второму входу функ5 ционального преобразователя и через квадратор подключены к входу дифференциатора, при этом параллельно термопреобразователю включен регулятор тока, управляющий вход которого сое0 динен с выходом сумматора.

Изобретение относится к измерительной технике, к устройствам для измерения показателя тепловой инер- 1ЩИ термопреобразоватёлей сопротивления, зависимость сопротивления от температуры которых может считаться линейной в рабочем диапазоне температур. Цель изобретения - повьппение точности измерения путем стабилизации мощности, вьщеляемой на термопреобразователе сопротивления (ТПС) при его нагреве. Устройство содержит источник 1 нагрева ТПС, формирую- пщй на своем выходе импульсы тока заданной величины и длительности, преобразователь 2 тока в напряжение, испытуемый ТПС 3, квадратор 4, диф- ферейциатор 5, импульсный детектор 6, резистивный делитель 7 напряжения, сумматор 8, функциональный преобразователь 9, регулятор 10 тока, схемы 11 и 12 сравнения, измеритель 13 временных интервалов, состоящий из генератора 14 счетных импульсов и счетчика 15. Все блоки на структурт ной схеме связаны между собой определенным образом, что позволяет достичь цели изобретения. 1 ил. (Л с 1С ю со о О)