Многоканальное устройство для измерения температуры Советский патент 1987 года по МПК G01K7/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в многоканальных устройствах для измерения температуры с помощью термоп1 еобразователей сопротивления и термоэлектрических преобразователей.

Цель изобретения - повьшение точности.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство состоит из датчиков термопреобразователей 1.1-l.n сопротивлений, термоэлектрических преобра зователей 2.1-2.т, коммутатора 3 с токовыми и потенциальными ключами 3.1, 3.2 и 3.3 измерительного блока 4, первого источника 5 тока, цифро- аналогового преобразователя (ЦАП) 6 с соответствующими входами и выходами 6.1-6.5, операционного усилителя 7, блока 8 управления с кодовыми 8.1.1-8.1.П, потенциальным 8.2 ыхо- дами, первого образцового резистора 9, второго источника 10 тока, второго образцового резистора 11, первого 12, второго 13, третьего 14, четвертого 15, пятого 16, шестого 17, седьмого 18, восьмого 19 и девятого 20 ключей, резистивных делителей 21 и 22, усилителя 23, резисторов 24., 25 и 26, блока 27 компенсации температуры холодного спая 27, термочувствительного резистора 28, выходного согласующего усилителя 29.

Устройство работает следующим образом.

На вход измерительного блока 4 (усилитель 23) через потенциальные ключи 3.2 подается падение напряжения с термопреобразователей 1.1-l.n сопротивлений, образованное током источника 5 тока через токовые ключи 3.1, масштабируется до определенного уровня и подается на вход кодоуправ- ляемого усилителя, состоящего из ЦАП 6 и операционного усилителя 7. При работе устройства с термоэлектрическими преобразователями (термопарами) 2.1-2.т на вход измерительного блока 4 подается ЭДС, генерируемая р термопарами, через потенциальные ключи 3.3.

Так как выход операционного усилителя 7 соединен с выводами ЦАП 6, предназначенными для подачи опорного напряжения 6.2, а входы - с аналоговыми выходами 6.4, 6.5 ЦАП 6, то от

0

5

g

0

5

0

5

0

5

рицательная обратная связь усилителя 7 обеспечивается ЦАП, работающим в данном случае как кодоуправляемый делитель, обеспечивающим напряжение на выходе усилителя 7 в строгом соответствии с кодовой комбинацией, подаваемой к кодовым входам 6.1.1- 6.1.п ЦАП 6.

Указанная кодовая комбинация вьфа- батывается на выходе блока 8 управления в зависимости от предела измерения И типа подключенного к устройству датчика.

Подавление начального значения напряжения на датчиках 1.1-l.n обеспечивается падением напряжения на первом образцовом резисторе 9, образованного током от второго источника 10 тока, подаваемого через ключ 15-.

С помощью ключа I6, подключенного . к управляющему входу первого источника 5 тока, обеспечивается изменение выходного тока зтого источника в два раза в зависимости от подключенного к его входу датчика типа ТСМ50, ТСП50 или ТСМ100, ТСП100.

Контроль Исправности устройства обеспечивается путем подачи.на вход измерительного блока 4 через ключи 20 и 17 калиброванного напряжения, образованного на втором образцовом резисторе 11 током источника в конце каждого цикла измерения.

Коэффициент усиления усилителя определяется делителем 21.

На выходе блока 8 управления вырабатываются следующие команды: 8.1.1- 8.1.П - в влде п-разрядного двоичного кода, подаваемого на вход ЦАП 6; 8.2 подаваемые к входам ключей 3.1, 3.2 и 3.3 коммутатора 3 для переключения датчиков; ключа 16, ключей 17- 20 и ключей 12-14.

Компенсация напряжения свободных концов термопар различного уровня обеспечивается делителями, образован- резистором 9 и одним из резисторов 24,- 25 или 26 при помощи ключей 12, 13 и 14. На вход этих делителей подается напряжение с выхода блока 27 компенсации температуры холодного спая, к входу которого по трехпровод- ной схеме подключен терморезистор 28.

Формула изобретения

Многоканальное устройство для измерения температуры, содержащее тер31

мопреобразователи сопротивления и термоэлектрические преобразователи, образцовый резистор, измерительный блок, источник тока, блок управления управляюоще выходы которого соединены с управляющими входами ключей коммутатора, отличающееся тем, что, с целью повьппения точности, в него введены цифроаналоговый преобразователь, второй образцовый резистор и три резистора, девять ключей, второй источник тока, блок компенсации температуры холодного спая с включенным на входе по трехпровод- ной схеме термочувствительным резистором, операционный усилитель, выходной согласующий усилитель с первым резистивным делителем, первый вывод которого соединен с выходом согласующего усилителя, средняя точка - с его первым входом, а второй вывод - с общей шиной, причем измерительный блок выполнен на усилителе с вторым резистивным делителем, первый вывод которого соединен с выходом усилителя и выводом резистора обратной связи цифроаналогового преобразователя, средняя точка - с первым входом усилителя, а второй вывод - с общей шиной и первым выводом первого образцового резистора, второй вывод которого соединен через соответствующие ключи коммутатора с первыми потенциальными В з1водами термопреобразователей сопротивления и первыми вьшода ми термоэлектрических преобразователей, через четвертый ключ - с выводом второго источника тока, а через первый, второй и третий ключи соедиРедактор М.Петрова

Составитель Е.Зыков Техред М.Моргентал

Заказ 5553/36

Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий Па035, Москва, ;К-35, Раушская наб., д. 4/5

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

10

52243

нен с первыми выводами первого, вто- рого и третьего резисторов соответст- ;- венно, вторые выводы которых соединены с выходом блока компенсации температуры холодного спая, второй вывод первого образцового резистора через шестой ключ соединен с первым выводом второго образцового резистора и через седьмой ключ - с первым выводом первого источника тока, который в свою очередь через соответствующие ключи коммутатора соединен с первыми токовыми выводами термопреобразова- g телей сопротивления, вторые токовые выводы которых через соответствующие ключи коммутатора соединены с вторым выводом первого источника тока, который через восьмой ключ соединен с вторым выводом второго образцового резистора и через девятый ключ - с входом усилителя измерительного блока и через соответствующие ключи коммутатора - с вторыми потенциальными вьшодами термопреобразователей сопротивления и вторыми выводами термоэлектрических преобразователей, прич- чем выход операционного усилителя соединен с вторым входом выходного согласующего усилителя и опорным входом цифроаналогового преобразователя, цифровой вход которого соединен с кодовым выходом блока управления, а аналоговый выход - с входом операционного усилителя, при этом управляющий выход блока управления дополнительно соединен с управляющим входом пятого ключа, через который соединены управляюш;ие входы первого источ- ника тока.

.20

25

30

35

Корректор И.Муска