Устройство для измерения высоких стационарных температур Советский патент 1986 года по МПК G01K7/00 G01K3/10 

1

Изобретение относЛтся к температурным измерениям и может быть использовано при измерении температур за время, меньшее времени переходного процесса, или температур вьгае максимально допустимых температур термопреобразователей.

Цель изобретения - повышение точности измерения высоких стационарных температур,

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства,

. Устройство для измерения высоких стационарных температур содержит

ермопреобразователь 1, например тер- 5 jj {.

ходн кажд емых на..вы сы,

рабо ключ врем в те

моэлектрический преобразователь, усилитель 2 резистивный делитель J напряжения, три компаратора 4,5 и 6, три ключа 7,8 и 9j генератор 10 счетных импульсов, делитель И частоты, счетчик 12 импульсов, цифровой сумматор 13,.реверсивный счетчик 14 импульсов, цифровое делительное устройство 15 и блок 16 цифровой индикации,

Устройство работает следующим образом.

Термопреобразователь 1 переносят из среды с исходной температурой Т

в среду, температуру Т которой измеряют. Выходной сигнал его изменяется по экспоненциальному закону;

-t/t

U(t)(U,-U)e

(1)

где П , и выходной сигнал термопреобразователя, соответствующий исходной и установившейся температурам среды; t - показатель тепловой

инерции термопреобразователя ,

На кривой переходного процесса здают три опорных уровня и , U,j и U.J Козффициенты деления резистивного длителя 3 напряжения устанавливают такими, чтобы напряжения на выходах делителя 3 были равны значениям U, ,

и, и,

-и, .

Система уравнений, отображающая моменты равенства выходного сигнала термопреобразователя заданным опорным уровням, имеет вид:

;, ijj И удовлетворяли условию U и.(t)()e

(2)

где i 1, 2, 3,

Решая систему уравнений (2) при условии, что , из-и,1 А и выбрав

2769212

Д таким образом, чтобы (t.-t )/ L, получают решение относительно Д -uta

и и +

1

ut,-&t,

(3)

Принимая , получают

и и (-ii2lKAt a.-Atj.N

к - Л|- - At-

&t,

&t.

(4)

jj {.

г 1

В моменты равенства усиленного выходного сигнала термопреобразователя каждому из опорных уровней, подаваемых на соответствующие компараторы, на..выходе последних получают импульсы, соответствующие моментам времеjj {.

Ч

и t..

, - . j, которые управляют работой ключей 7,8 и 9, При этом ключ ,9 открыт в течение промежутка времени ,-t.,, а ключи 7 и 8 - в течение промежутка времени Atj

t3-t.

Входы ключей 8 и 9 соединены с вторым выходом делителя 11 частоты, на выходе которого формируется последовательность импульсов частотой f, а вход ключа 7 - с первым выходом делителя частоты, на выходе которого формируется последовательность импульсов с частотой Kf, Следовательно, за сформированные интервалы времени на выходах первого, второго и третьего ключей проходит соответственно ut, К-, &t,-f идЦ- импульсов, Таким образом, реверсивный счетчик 13 импульсов насчитывает N (At,j-&t, )f импульсов, а счетчик 12 импульсов импульсов ,сумматора

K-ut, i На выходе цифрового

получают результат

«3

(ДС, - &t, + к )f,, а на выходе цифрового делительного устройства 15 - цифровой код:

N N.

Л &t - at

который с учетом заданного значения и,, соответствует выходному сигналу термопреобразоватепя U при искомой температуре и, соответственно, измеряемой температуре.

Формула изобретения

Устройство для измерения высоких стационарных температур, содержащее термопреобразователь, подключенный к входу усилителя, выход которого сое- динен с первым входом первого компаратора, первый ключ первый управляющий вход которЬго соединен с выходом первого компаратора, а выход подклю-;

чен к счетчику импульсов, второй ключ, генератор счетных импульсов и блок цифровой индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в лего вве- дены второй и третий компараторы, третий ключ, цифровой сумматор, делитель напряжения, цифровое делительное устройство, реверсивный счетчик импульсов и делитель частоты, вход которого соединен с выходом генератора счетных импульсов, первый выход соединен с входом первого ключа, а второй выход через второй и третий .ключи соответственно подключен к

(суммирующему н вычитающему входам реверсивного счетчика, выход которого соединен с первым входом цифрового

сумматора и первым входом цифрового делительного устройства, выход которого подключен к блоку цифровой индикации, а второй вход соединен с выходом цифрового сумьштора второй вход которого подключен к выходу счетчика импульсов, при этом первые входы первого, второго и третьего компараторов соединены между собой, а вторые входы соответственно подключены к первому, второму и третьему выходам делителя напряжения, выходы первого и третьего компараторов соединены соответственно с первыми управлякяцими. входа1 « второго и третьего ключей, а выход второго компаратора соединен с вторыми управляющим входами всех ключей.