Многоканальное устройство для измерения температуры Советский патент 1986 года по МПК G01K7/16 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам измерения температуры, и может быть использовано нри построении многоканальных систем для измерения температуры или напряжения. Цель изобретения - повышение точности измерения и помехоустойчивости при сохранении заданного быстродействия. На чертеже представлена функциональ;ная схема предлагаемого устройства. Многоканальное устройство для измерения температуры содержит п резистивных датчиков 1.1 - 1.П температуры, каждый из которых имеет четыре вывода 2.1.1-2.4.п, соединяющих датчики 1.1 - l.n с элементами схемы, эталонный резистор 3, мультиплексор 4,аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 5,источник 6 опорного напряжения, первый 7 и второй 8 преобразователи напряжение - ток, инвертор 9, первый 10 и второй 11 де:мультиплексоры, блок 12 управления, масштабирующий усилитель 13, блок управления связан с цифровым индикатором (не показан) . Устройство работает следующим образом. При опросе, например, первого датчика 1.1 по сигналу с блока 12 управления открываются соответствующие каналы мультиплек сора 4 и демультиплексоров 10 и 11. При этом ОТ первого преобразователя 7 напряжение - ток через первый вывод 2.1.1 резистивный датчик 1.1, имеющий сопротивление R, и четвертый вывод 2.4.1 протекает ток 1о -Vo k const, где Vo - величина опорного напряжения; k - коэффициент преобразования напряжение - ток. Через четвертый 2.4.1 и третий 2.3.1 выводы протекает компенсационный ток Ik, равный 1о по величине, но встречно ему направленный инвертором 9. В результате на вход АЦП 5 через масштабирующий усилитель 13 подается измеряемое напряжение V. -Vo-k-R, R,3.4.1 (lo- I)-m -KVoRx где m - коэффициент усиления масштабирующего усилителя; К - коэффициент преобразования. Из полученного выражения следует. что при равенстве токов 1о Ь погрешность измерения температуры (напряжения), обусловленная влиянием изменения сопротивления линии связи, устраняется. При этом на выходе 14 АЦП 5 формируется код температурытл V.NII VoKR.N,T ;.р л К; N 1Г, V(j где NIT - код первого такта интегрирования. Из полученного выражения видно, что код температуры линейно зависит от сопротивления датчика и не зависит от величины опорного напряжения Vo. Величина коэффициента преобразования К может корректироваться изменением коэффициента усиления m масштабирующего усилителя 13 с второго выхода 14 блока 12 управления. Величина NjT может корректироваться с третьего выхода 15 блока 12 управления. В исходном состоянии преобразователя по командам блока 12 управления вход масщтабирующего усилителя 13 подключается к корпусу преобразователя через п+ 2 вход мультиплексора 4. При этом на вход АЦП 5 подается напряжение дрейфа масштабирующего усилителя 13 и специальный конденсатор накопления запоминает напряжение,которое имеет место на выходе компаратора АЦП 5. Далее это напряжение используется как условный «нуль, относительно которого происходит интегрирование входного и опорного сигналов. Для коррекции коэффициента преобразования преобразователя по команде с блока 12 управления на вход АЦП 5 вместо датчиков подключается эталонное сопротивление 3 в качестве калибровочной меры. При этом код образцовой уставки NycT. RoNnK поступает на вход 16 блока 12 управления для последующей корректировки результатов измерения. Таким образом, при измерении температуры в предлагаемом многоканальном преобразователе постоянно корректируются влияния дрейфа нуля масштабирующего усилителя и ухода параметров АЦП практически исключается влияние сопротивления четвертой (корпусной) линии 2.4.1 - 2.4.rt связи; влияние сопротивления вторых 2.2.1-2.2.П и третьих 2.3.1-2.3.П линий связи также несущественно, из-за высокого входного сопротивления масштабирующего усилителя. Подключение вынесенных на значительные расстояния резистивных датчиков к преобразователю по четырехпроводной схеме существенно уменьшает влияние электромагнитных наводок, поэтому предлагаемое многоканальное устройство для измерения температуры обеспечивает более высокую точность измерения по сравнению с известным устройством. Формула изобретения Многоканальное устройство для измерения температуры, содержащее резистивные датчики, источник напряжения, эталонный резистор, один вывод которого соединен с общей шиной, блок управления, мультиплексор, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока управления, два демультиплексора и аналогоцифровой преобразователь, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и помехоустойчивости при сохранении заданного быстродействия, в него введены два преобразователя напряжение- ток, инвертор, масштабирующий усилитель, причем источник напряжения соединен с входом первого преобразователя напряжение- ток, выход которого подключен к входу первого демультиплексора, к выходам которого подключены первые токовые выводы резнстнвных датчиков, измерительные выводы которых соединены соответственно с входами мультиплексора, первый дополнительный вход которого подключен к выходу первого демультиплексора и к выводу эталонного резистора, при этом резистивные датчики через потенциальные выводы соединены с входами второго демультиплексора, а через вторые токовые выводы - с общей шиной и с вторым дополнительным входом мультиплексора, выход которого через масштабирующий усилитель соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, к опорному входу которого подключен источник напряжения, соединенный через инвертор и второй преобразователь напряжение - ток с выходом второго демультиплексора, управляющий вход которого, а также управляющий вход первого демультиплексора соединены с первым выходом блока управления, второй выход которого подключен к

управляющему входу масштабирующего усилителя, а третий - к корректирующему входу аналого-цифрового преобразователя, выходная шина которого подключена к входу блока управления.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при построении многоканальных систем для намерения температуры или напряжения. Цель изобретения - повышение точности измерения и помехоустойчивости. Устройство содержит п резистивных датчиков 1.1 - l.n температуры, каждый из которых имеет четыре вывода 2.1.1-2.4.п,эталонный резистор 3, мультиплексор 4, аналого-цифровой преобразователь 5, источник 6 опорного напряжения, преобразователи 7 и 8 напряжение - ток, инвертор 9, демультиплексоры 10 и 11, блок 12 управления, масштабирующий усилитель 13 (МУ). Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяют при измерении температуры производить коррекцию влияния дрейфа нуля МУ 13 и ухода параметров аналого-цифрового преобразователя 5 и исключить влияние сопротивления линий связи 2.4.1-2.4.П, 2.2.1-2,2.л и 2.3.1i 2.3.П из-за высокого входного сопротивления МУ 13. 1 ил. (Л tc 05 Oi 4 СО 4