Устройство для контроля температуры Советский патент 1988 года по МПК G01K7/21 

(Л

со 00 4;i

СО Р5

ел

Изобретение относится к температурным измерениям, а именно к устройствам для контроля темпераТ1ФЫ со схемой самоконтроля исправности устройства.

Цель изобретения - уменьшение . энергозатрат и повышение быстродействия схемы самоконтроля.

На фиг. 1 изображена схема предла- гаемого устройства} на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы работы устройства, когда исполнительное реле перед самоконтролем было отключено (фиг.2) и включено (фиг. 3).

Устройство содержит блок 1 питания, измерительный мост 2, включающий в себя термопреобразователь 3 сопротивления, первый 4, второй 5 и третий 6 резисторы, исполнительное реле 7 с первым 8, вторым 9 и третьим 10 замыкающими контактами и первым 11 и вторым 12 размыкающими контактами, усилитель 13, схему самоконтроля, включающую в себя первый 14 и второй 15 резисторы, ключевой элемент 16, накопительный конденсатор 17, первое управляющее реле 18 с первым 19 и вторым 20 замыкающими контактами и размыкающим контактом 21, второе управляющее реле 22 с первым 23 и вторым 24 замыкающими контактами и размыкающим контактом 25 Устройство работает следующим образом.

При включении устройства или после кратковременного шунтирования ключевым управляющим элементом 16 накопительного конденсатора 17, последни разряжен. Это приводит к началу само контроля исправности устройства, при котором работа схемь} самоконтроля определяется состоянием исполнительног реле 7.

В первом случае, когда исполни- тельное реле отключено (это соответствует случаю, когда контролируемая температура ниже заданной или при включении устройства), срабатьшает реле 22 (момент времени t, на фиг.2) и своим контактом 23 подключает резистор 15 к первому резистору 4 измерительного моста 2. Это приводит в конечном счете к включению реле 7 (момент tj на фиг. 2), которое замыкает контакт 8 и размыкает контакт 11. Реле 18 не включается, так как ток заряда накопительного конденсатора 17 уже меньше тока его срабатьша

5

0 5 О

Q

г

5

0

5

ния. Реле 22 отключается и в течение времени его отключения (в течение промежутка времени между t и t на фиг. 2) цепь, состоящая из контакта 24 реле 22 и контакта 9 реле 7 замкнута, что свидетельствует об исправности устройства.

Если перед самоконтролем реле 7 было включено (когда контрольная температура вьппе заданной), срабатывает реле 18 (момент времени t, на фиг.З), его контакт 19 подключает резистор 14 к второму резистору 5 измерительного моста 2. Далее реле 7 отключается (момент времени tj на фиг. 3), размыкается его контакт 8 и замыкается контакт 11, отключается реле 18 и в течение времени его отключения (в течение промежутка времени между t и tj на фиг. 3),цепь, состоящая из контакта 20 реле 18 и контакта 12 реле 7 замкнута, что свидетельствует об исправности устройства. На этом процесс самоконтроля заканчивается и устройство готово к выполнению своей основной функции - контролю температуры. При превышении температурой заданного значения, определяемого параметрами Измерительного моста 2, реле 7 срабатывает, его контакт 10 замыкается и .через цепь, состоящую из контактов 21, 25 и 10 формируется напряжение, сигнализирующее о выходе за допуск контролируемой величины. Последовательное соединение контакта 21 реле 18, контакта 25 реле 22 и контакта 10 реле 7 необходимо для того, чтобы предотвратить получение ложной информации о выходе за допуск контролируемой величины в процессе самоконтроля устройства.

Ключевой управляощий элемент 16, состоящий, например, из последовательно включенных генератора тактовых импульсов и ключа, обеспечивает периодический самоконтроль устройства в процессе его работы. Это достигается кратковременньм шунтированием накопительного конденсатора 3 через заданные промежутки времени Т, определяющие периодичность контроля. При этом накопительный конденсатор 17 разряжается, после чего осуществляется самоконтроль исправности устройства.

Величину емкости накопительного конденсатора 17 выбирают такой, чтобы за время Tg-i+Тв„+TO, или Т, +

+TO, -ьТ,

(где Та., и TO., - соответст

венно время включения и отключения исполнительного реле-, Т, - время отключения первого управляющего реле; Tg2 и ТQ2 - соответственно время включения и отключения второго управляющего реле) ток его заряда (за время меньшее из двух приведенных сумм) стал ниже тока срабатьша- ния любого из управляющих реле.

Схема самоконтроля позволяет контролировать выход из строя (короткое замыкание или обрыв) измерительного- моста 2, его элементов, усилителя 13 реле 7 и соединительных цепей между ними. Так, например,если произошел обрьш термопреобразователя 3 или его соединительных цепей (реле 7 включено, контакты 8-10 замкнуты, а контакты 11 и 12 разомкнуты), то в течение времени работы схемы самоконтроля цепь, состоящая из контакта 20 реле 18, контакта 12 реле 7, контакта 24 реле 22 и контакта 9 реле 7 .не замыкается, что является свидетельством неисправности устройства.

В случае, если произошло короткое замыкание термопреобразователя 3 или его соединительных-цепей (реле 7 отключено, контакты 8-10 разомкнуты, а контакты 11 и 12 замкнуты), то цепь, состоящая из контакта 20, реле 18, контакта 12 реле 7, контакта 24 реле 22 и контакта 9 реле 7, также не заь1ыкается, что является свидетельством неисправности устройства.

Когда устройство исправно, цепь, состоящая из контактов 20, 12, 24 и 9 периодически захмыкается, включая соответствующий индикатор (не показан) .

Время, в течение которого измерительный мост находится под воздействием схемы самоконтроля (принимая TB, Тв2 и TO, TO,, , где TO, - время отключения первого управляющего реле) в общем случае будет равно

Т +Т

6И 01

+Т

ои

Электроэнергия, затраченная на работу управляющих реле (принимая ) будет равна

UL

R1

1

R1-C

.fc

dt.

где W - количество электроэнергии, затраченной для проведения

контрОЛЯi

и. величина напряжения на выходе ; блока питанияi

10

20

15

25

30

35

40

45

0

5

R1 и

R2 сопротивления обмоток первого и второго управляющих реле соответственно; С - величина емкости накопительного конденсатора; Т - время, через которое проводится каждый поспедующий контроль. Формула из.обретения

Устройство для контроля темпера- тypыj содержащее измерительный мост, включающий в себя термопреобразователь сопротивления, первый, второй и третий резисторы, блок питания,первый вывод которого соединен с точкой соединения выводов первого и второго резисторов измерительного моста, а второй вывод - с точкой соединения выводов термопреобразователя сопротивления и третьего резистора,.усилитель, выход которого подключен к исполнительному реле с замыкающим контактом, первьй вход соединен с точкой соединения выводов первого резистора и термопреобразователя сопротивления, а второй вход подключен к точке соединения вьшодов второго и третьего резисторов измерительного моста, схему самоконтроля, включающую в себя накопительный конденсатор, первая обкладка которого соединена с первьм выводом блока питания,ключевой элемент подключенньй к обкладкам накопительного конденсатора,первое и второе управляющие реле с замыкающими и размыкающими контактами, первые выводы обмоток которых соединены с вторым вьшодом блока питания, первый и второй резисторы, первые выводы которых соединены соответственно с вторым и первым входами усилителя, отличающееся тем, что, с целью уменьшения энергозатрат и повышения быстродействия, исполнительное реле снабжено размыкающим контактом, при этом вторые выводы первого и второго резисторов соединены с первым выводом блока питания через замыкающие контакты первого и второго управляющих реле, вторые выводы обмоток которых соединены с вторым вьшодом накопительного конденсатора через замыкающий и разкикающий контакты исполнительного реле соответственно.

Изобретение относится к температурным измерениям. Цель изобретения - уменьшение энергозатрат и по- вьшение быстродействия схемы самоконтроля. При включении устройства или после кратковременного шунтирования ключевым элементом 16 накопительного конденсатора 17 последний разряжен. Это приводит к началу самоконтроля исправности устройства, при котором работа схемы самоконтроля определяется состоянием исполнительного реле 7, Последовательное соединение контакта 21 реле 18, контакта 25 реле 22 и контакта 10 реле 7 необходимо для. того, чтобы предотвратить получение ложной информации о выходе за допуск Контролируемой величины в процессе самоконтроля устройства. 2 ил. с