Измеритель высоких стационарных температур Советский патент 1987 года по МПК G01K7/00 

1

Изобретение относится к области температурных измерений и может быть использовано при измерении температур за время меньше времени переход- . него процесса или температур выше максимально допустимых температур термопреобразоватёля.

Целью изобретения является повышение точности измерения высоких ста-10 ционарных температур путем уменьшения методической погрешности, возникающей при формировании результата измерения,

На чертеже приведена блок-схема 15 измерителя.

Измеритель содержит термопреобра- зователь 1, усилитель 2, делитель 3 опорного напряжения, три компаратора 4-6, одни входы которых соедине- 20 ны с выходом усилителя 2, а другие - с соответствующими выходами делителя 3 опорного напряжения, два ключа

7и 8, управ.гшющие входы первого ключа 7 соединены с выходами первого 4 5 и второго 5 компараторов, а управляющие входы второго ключа 8 - с выходами второго 5 и третьего 6 компараторов, генератор 9 счетных импульсов, выход которого соед -шен с информа- 30 ционными входами первого 7 и второго

8ключей,, выходы которых соединены с входами схемы ИЛИ 10, реверсивный счетчик 11 импульсов, суммирующий

вход которого соединен с выходом вто- 35 рого ключа 8, а вычитающий вход - с выходом первого ключа 7, делитель 12 частоты импульсов, вход которого соединен-с выходом схемы ИЛИ 10, ji

где и

и и - значения выходного сигнала термопреобразователя, соответствующие начальной и установившейся температурам среды,

( - показатель тепловой инерции термопреобразователя.

В делителе 3 формируют три опорных уровня напряжения 11 , U, и U, , которые подаются на одни входы компараторов 4-6, на другие входы которых поступает усиленное выходное напряжение термопреобразователя.

Решая систему уравнений, отображающую моменты равенства выход,ного сигнала термопреобразователя заданным опорным уровням,

t;

и, и, - (и, - ,2,3(2)

получают решение относительно U, Д, Да Cut, + Д ti)

и. и.

2(й, ut,., -u.ut, )

.(3)

где U,

2

А t,

bt

Если U

имеет вид

UK г

и, - и,, и, - и,,

tz - t, ,

ь

U,

Л

выражение (3)

+ А.

+ ut.

2 At.j - ut,

(4)

В моменты равенства усиленного выходного сигнала термопреобразователя 1 каждому из опорных уровней напряжевыход подключен к второму входу циф 40 и,, и и U, на выходах компараторов 6, 5 и 4 получают импульсы, соответствующие моментам времени t, , t

рового делительного устройства 13, первый вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика 11 импульсов, а выход подключен к первому входу сумматора 14, выход которого соединен с блоком 15 цифровой индикации, а на второй вход подан код Uj с выхода кодонабирающего устройства 16,

Измеритель работает следующим образом.

Термопреобразователь 1 переносят из среды с начальной температурой Т„ в среду, температуру Т которой измеряют. Выходной сигнал его изменяется по экспоненциальному закону

45

50

и tj, которые управляют работой ключей 7 и 8, Таким образом ключ 8 открыт на ртнтервал времени ut, , а ключ 7 - на интервал времени , Входы ключей соединены с выходом генератора 9 счетных импульсов, формирующего последовательность импульсов с частотой f . Следовательно, за сформированные интервалы времени на выходах ключей 7 и 8 проходит соответственно U t J f о и ut, f импульсов. Реверсивный счетчик 11 импульсов нас- f-i- читывает N, ((t, - At,) f импульсов, а на выход схемы ИЛИ 10 поступает (ut, + дt. ) f импульсов, которые на выходе делителя 12 частоты делятся на велиичну 2/д и записываюти(1:) и, - (и, - Uje

t/-;

(О

.

10

15

20

530

28688

где и

и и - значения выходного сигнала термопреобразователя, соответствующие начальной и установившейся температурам среды,

( - показатель тепловой инерции термопреобразователя.

В делителе 3 формируют три опорных уровня напряжения 11 , U, и U, , которые подаются на одни входы компараторов 4-6, на другие входы которых поступает усиленное выходное напряжение термопреобразователя.

Решая систему уравнений, отображающую моменты равенства выход,ного сигнала термопреобразователя заданным опорным уровням,

t;

и, и, - (и, - ,2,3(2)

получают решение относительно U, Д, Да Cut, + Д ti)

и. и.

2(й, ut,., -u.ut, )

.(3)

U

д

и, - и,, и, - и,,

tz - t, ,

ь

U,

Л

выражение (3)

г

+ А.

+ ut.

2 At.j - ut,

(4)

В моменты равенства усиленного выходного сигнала термопреобразователя 1 каждому из опорных уровней напряже

и tj, которые управляют работой ключей 7 и 8, Таким образом ключ 8 открыт на ртнтервал времени ut, , а ключ 7 - на интервал времени , Входы ключей соединены с выходом генератора 9 счетных импульсов, формирующего последовательность импульсов с частотой f . Следовательно, за сформированные интервалы времени на выходах ключей 7 и 8 проходит соответственно U t J f о и ut, f импульсов. Реверсивный счетчик 11 импульсов нас- читывает N, ((t, - At,) f импульсов, а на выход схемы ИЛИ 10 поступает (ut, + дt. ) f импульсов, которые на выходе делителя 12 частоты делятся на велиичну 2/д и записываются в счетчике числителя делительного устройства N -(ut, +ciC,j) f . На

выходе делительного устройства 13 получают цифровой код

Нг At, + Д t 2

N, 2 &t - ut,

которьш в цифровом сумматоре 14 суммируется с кодом числа U2 снимаемым с выхода кодонабирающего устройства 16.

На выходе сумматора получают

N и, у

ut, + д t ut - ut,

т.е, код, пропорциональный измеряемой температуре.

Формула изобретения

Измеритель высоких стационарных температур, содержащий термопреобразователь, подключенный к входу усилителя, выход которого соединен с первыми входами трех компараторов, вторые входы которых подключены к выходам делителя опорного напряжения первый ключ, управляющие входы котоРедактор О.Юрковецкая Заказ 3475/44

Составитель В.Куликов

Техред Л.Сердюкова Корректор М.Шароши

Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, А

рого соединены соответственно с выходами первого и второго компарато- ро.в, а выход подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика, вычитающий вход которого соединен с выходом второго ключа, управляющие входы которого соединены соответственно с выходами второго и третьего

компараторов, а информационный

вход подключен к выходу генератора счетных импульсов, соединенного с информационным входом первого ключа, цифровое делительное устройство,

первый вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, а выход подключен к первому входу сумма- .тора,выход которого соединен с блоком цифровой индикации, делитель

частоты, отличающийся тем,что, с целью повышения точности измерения путем уменьшения методической погрешности, возникающей при формировании результата измерения,

в него введены кодонабирающее устройство и схема ИЛИ, входы которой соединены соответственно с выходами ключей, а выход через делитель частоты подключен к второму входу цифрового делительного устройства, при этом второй вход сумматора соединен с выходом кодонабирающего устройства.

Изобретение относится к температурным измерениям и может быть использовано при измерении температур за время меньше времени переходного процесса или температур вьше максимально допустимых температур термопреобразователя. Цель изобретения - повышение точности измерения высоких стационарных температур. Устройство содержит термопреобразователь 1, усилитель 2, -делитель опорного напряжения 3. схемы сравнения 4, 5 и 6, ключи 7 и 8, генератор счетных . пульсов 9, схему ИЛИ 10, реверсивный счетчик импульсов 11, делитель частоты импульсов 12, цифровое делительное устройство 13, цифровой сумматор 14, кодонабирающее устройство 16 и блок 15 цифровой индикации. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяет уменьшить методические погрешности, возникающие при формировании результата измерения, и обработку результата производить новым алгоритмом. 1 ил. с (Л с: 3i эо х