Устройство для измерения температуры Советский патент 1987 года по МПК G01K7/02 

11

Изобретение относится к термометрии, в частности к устройствам для измерения температуры с помощью термоэлектрических преобразователей с автоматической поверкой термопреобразователя на месте эксплуатации, и может найти применение при построении средств и систем цифрового измерения температуры,

Целью изобретения является повьпые- ние помехозащищенности и упрощение устройства.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит термоэлектрический преобразователь (ТП) с встроенным калибратором 1, источник 2 стандартного сигнала, сумматор 3, первый коммутатор 4, первый вход ко- торого соединен с выходом сумматора 3, второй вход - с выходом источника 2 стандартного сигнала, а управляющий вход подключен к выходу блока 5 управления, блок б коррекции, цифро- вой вольтметр (ЦБ) 7, триггер 8, блок 9 анализа, реверсивный счетчик 10, счетчик 11 циклов, первый логический элемент И 12, второй логический элемент И 13, формирователь 14 и счетчик 15 совпадений.

Устройство работает следующим образом.

В резкиме калибрования оператор переводит объект в режим постоянного нагрева или охлаждения. Преобразуемая термо-ЭДС ТП 1 подается на вход ЦВ 7. Импульсы запуска производят запуск ЦВ 7 и переключение триггера 8, Реверсивный счетчик 10 под действием управляюищх сигналов триггера 8 поочередно изменяет режим счета - суммирование на вычитание так, чтобы результат предыдущего измерения вычитался из настоящего. Разница результатов измерений в цикле поступает на вход блока 9 анализа. Блок 9 анализа выдает сигнал на свой прямой выход, если результат суммирования - вычитания не равен нулю. Одновременно появляется сигнал на выходе счетчика 11 циклов, извещаюид й об окончании цикла измерений. При совпадении импульсов на входах логического элемента И 12 происходит запись информации в счетчик 15 совпадений, при совпадении импуль- i:oB на входе логического элемента И 13 происходит сброс реверсивного счетчика 10 и счетчика 15 совпадений.

При изменении термо-ЭДС ТП значение кода, поступающего в реверсивный счетчик 10, изменяется, что приводит к накоплению в нем некоторого остаточного кода, соответствующего разности термо-ЭДС ТП во время измерений. Этот код поступает на вход блока 9 анализа. Блок 9 анализа по окончании цикла измерений формирует импульс на своем прямом выходе, что приводит к срабатыванию логического элемента И 13 и сбросу реверсивного счетчика 10 и счетчика 15 совпадений .

Указанный процесс повторяется под воздействием импульсов запуска ЦВ 7. При пространстве термо-ЭДС ТП, свидетельствующем о достижении температурной площадки, результат измерений ЦВ 7 в течение нескольких циклов измерения остается постоянным. Поэтому на вход блока 9 анализа поступает результат суммирования - вычитания измеряемых значений в цикле, равный нулю. Блок анализа вырабатывает сигнал на своем прямом выходе, соответствующий логическому О. Это приводит к несовпадению импульсов на входе логического элемента И 13 и предотвращает сброс реверсивного счетчика 10 и счетчика 15 совпадений. В случае совпадения импульсов на инверсном выходе блока 9 анализа и выходе счетчика 11 циклов в счетчик 15 совпаденир записывается импульс. При переполнении счетчика 15 совпадений вырабатывается сигнал Формирование поправки, поступающий на вход блока 5 управления.

По сигналу последнего производится подключение источника 2 стандартного сигнала встречно с измеряемой термо-ЭДС в момент идентификации фазового перехода реперного материала калибратора. Одновременно сигнал блока 5 управления разрещает считывание кода разностного сигнала блоку 6 коррекции для последующего его преобразования в кoppeктиpyюя ee воздействие. Па этом процесс калибрования заканчивается .

В режиме измерения выходной сигнал ТП 1 складывается с сигналом блока 6 коррекции, чем достигается коррекция погреи ности ТП и всего измерительного канала,, включая линию связи, устройства линеаризации градуи- ровочных характеристик ТП и схему

- 13394

компенсации температуры свободных концов ТП (не показаны), а также коррекция аддитивной поставляющей погрешности ЦБ 7. Элементы схемы идентификации фазового перехода реперно- го материала калибратора (счетчики 10, 11 и 15, логические схемы И 12 и 13, блок 9 анализа, триггер 8 и формирователь 14) в режиме измерения .,, отключаются.

Устройство может быть реализовано на базе выпускаемых отечественной промышленностью микросхем, В качест- 15 ве источника стандартного сигнала может быть использован стабилизатор с резистивным делителем на выходе. В качестве ЦВ можно использовать приборы Ф4833, Ф4834, обладающие доста- 20 точной чувствительностью и высокой помехозащитой. Блок управления может быть выполнен на базе триггера и схем электронных ключей, выполненных на транзисторах, а блок 6 коррекции - 25 на базе цифроаналогового преобразователя .в интегральном исполнении. Инструментальная погрешность блока 6 коррекции слабо влияет на суммарную погрешность измерения, так как она зо является величиной второй степени малости по отношению к измеряемой тер- мо-ЭДС.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры, содержащее термоэлектрический преобразователь с встроенным калибраРедактор К. Шулла Заказ 4212/32

Составитель В. Куликов

Техред В.Кадар Корректор Е. Рошко

Тираж 776Подписное

ВНШШИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

,,

5 0 5 о

5

тором, подключенный к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с выходом блока коррекции, а выход подключен к первому входу коммутатора, второй вход которого соединён с выходом источника стандартного сигнала, а выход подключен к входу цифрового вольтметра, первый выход которого соединен с входом блока коррекции, счетчик совпадений, вход которого соединен с выходом первой схемы И, а выход подключен к блоку управления, соединенному с управляющими входами коммутатора и блока коррекции, триггер, формирователь и счетчик циклов, отличающее- с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности и упрощения устройства, в него введены вторая схема И, блок анализа и реверсивный счетчик, вход которого соединен с вторым выходом цифрового вольтметра, входы управления направлением счета соединены с прямым и инверсным выходами триггера, установочный вход подключен к выходу второй схемы И, соединенному с установочным входом счетчика совпадений, а выход подключен к входу блока анализа, при этом вход триггера соединен с входом запуска цифрового вольтметра, а инверсный выход триггера соединен с входом счетчика циклов, выход которого через формирователь подключен к первым входам первой и второй схем И, вторые входы которых соединены соответственно с инверсным и прямым выходами блока.

Изобретение относится к термометрии. Цель изобретения - повышение помехозащищенности и упрощение устр- ва. Импульс запуска производит запуск цифрового вольтметра 7 и переключение триггера 8. Реверсивный счетчик 10 изменяет режим счета, суммирование на вычитание так, чтобы результат предыдущего измерения вычитался из настоящего. Разница результатов измерений поступает на вход блока 9 анализа, который выдает сигнал на свой прямой вход, если результат суммирования - вычитания не равен нулю. Одновременно появляется сигнал на выходе счетчика 11 циклов, извeщaюl o й об окончании цикла и-зме- рений, При совпадении импульсов на входах логического элемента И 12 происходит запись информации в счетчик 15 совпадений. На входе логического элемента И 13 происходит сброс реверсивного счетчика 10 и счетчика 15 совпадений. 1 ил. е (Л 00 00