Устройство для измерения температуры Советский патент 1988 года по МПК G01K7/02 

гт

Запуск

Конец прео6разо а№1Я

ОО СО

5

Изобретение относится к области температурных измерений и может быть использовано при построении цифровых измерителей температуры, г абота ош:их в комплекте с термоэлектрштескими преобразователями.

Цель изобретения - повышение помехозащищенности устройства.

На чертеже представлена блок-схема Q предлагаемого устройства.

Устройство содержит термоэлектрический преобразователь (ТП) 1, усилитель 2 с управляемым коэффициентом усиления, управляемый блок 3 смеще- J5 ния. аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 4 дрзухтактного интегрирования, дешифратор 5 участков линеаризации, триггер 6, формирователь 7, блок 8 памяти участков линеаризации и логи- 20 ческий элемент ИЛИ 9,

Устройство работает следующим образок.

Коррекция нелинейности термоэлектрического преобразователя осуп ествля-25 ется путем кусочно-линейной аппроксимации х -арактеристики термопреобразователя. Весь диапазон измеряемых температур разбивается на п поддиапазонов, число которых зависит от требуе- мой точности измерения„

Сигнал Е с выхода тернопреобра- зователя, з силенный усилителем 2 (с определенным начальньм коэффициентом усиления),, поступает в блок 3 смеще-- .,„ ния, где суммируется с начальным нап- ряжением смещения Е.

Импульс, запускающий устройство для измерения темпер.атуры, через элемент ИЛИ 9 поступает на вход формиро- |-, вателя 7, который после соответствующей задержки формирует импульс запуска АЦП 4, на вход которого поступает сигнал с выхода блока 3 смещения Дешифратор 5 участка линеаризации по s выходному коду А1Ш 4 определяет номер участка линеаризации (номер поддиапд-- зона измерения). Сигнал Конец преобразования с выхода АЦП Конец преобразования сбрасывает триггер 6, по фронту которого производится запись в блок 8 памяти номера учЪ.. линеаризации, в соответствии с которым изменяется коэффициент усиления усилителя 2, и напряжение Е, добавляемое к сигналу с выхода усилителя 2. Кроме того, сигнал Конец преобразования через элемент ШЖ 9 поступает на формирователь 7 и после ссот13977Д22

ветствующей задержки (необходимой для окончания переходных процессов в усилителе 2 и блоке 3 смещения) формирует повторный запуск АЦП 4. Пос- ледггий повторно преобразует в код сигнал ТП 1, усиленный усилителем 2 (с соответству)ощим данному участку линеаризации коэффициентом усиления К; ) и просуммированный с напряжением Е. блока смеп, еяия (также соответству ющим данному участку линеаризации). Результат второго преобразования АЦП 4 соответствует измеряемой температуре .

По сигналу Конец преобразования А.ЦП 4 триггер 6 возвращается в исходное состояние. При этом происходит подключение обратной связи в усилителе 2, обеспечивающей начальный коэф- фг-щиент усиления, а в блоке 3 смещения устанавливается начальное смещение. Процесс измерения на этом заканчивается, устройство готово к приему следующего импульса запуска.

Коэффициент усиления усилителя 2 К; и напряжение скегцення Е; для каждого поддиапазона могут быть рассчитаны путем решения системы уравнений

;. К;

Uja К; где и j и и

Е,

+ Е.;.

Е,

и Е

12

fl

Блок 3

50

требуемые напряжения на входе АЦП 4, термо-ЭДС ТП на границах 1-го поддиапазона измерения, смещения может быть выполнен на основе 1эаэличньпс схем, однако оптимальным является блок, содержащий сумматор и управляемый источник напряжения. Остальные блоки могут - быт1 выполнены по стандартным схемш 1.

Высокий коэффициент подавления помех обеспечивается как применением АЦП двухтактного интегрирования, так и исключением -- елинейных элементов из тракта преобразования. Все переключения, вызызающие переходные процессы в усилитэле 2 и блоке 3 смещения, а также искажение формы кривой помехи и выделение постоянной составляющей помехи, осуществляются между преобразованиями, т.е. уровень шумов Б устройстве определяется только качеством усилителя 2, блока 3 смещения и АЦП 4.

|-1

„

|-, s

;. К;

Uja К; где и j и и

Е,

+ Е.;.

Е,

и Е

12

fl

Блок 3

0

требуемые напряжения на входе АЦП 4, термо-ЭДС ТП на границах 1-го поддиапазона измерения, смещения может быть выполнен на основе 1эаэличньпс схем, однако оптимальным является блок, содержащий сумматор и управляемый источник напряжения. Остальные блоки могут - быт1 выполнены по стандартным схемш 1.

Высокий коэффициент подавления помех обеспечивается как применением АЦП двухтактного интегрирования, так и исключением -- елинейных элементов из тракта преобразования. Все переключения, вызызающие переходные процессы в усилитэле 2 и блоке 3 смещения, а также искажение формы кривой помехи и выделение постоянной составляющей помехи, осуществляются между преобразованиями, т.е. уровень шумов Б устройстве определяется только качеством усилителя 2, блока 3 смещения и АЦП 4.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры, содержащее последовательно соединенные термоэлектрический преобразователь, усилитель с управляемым коэффициентом усиления, управляемый блок смещения и аналого-цифровой преобразователь, дешифратор участков линеаризации, отличающееся тем, что, с целью повышения помехозащищенности, в него введены элемент ИЛИ, формирователь, блок памяти участков линеаризации и триггер, вход которого подключен к выходу Конец преобразования аналого-цифрового

преобразователя, а выход - к управляющему входу блока памяти участков линеаризации и первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к входу Запуск устройства, а выход через формирователь подключен к входу запуска аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к входам дешифратора участков линеаризации, при этом вход блока памяти участков линеаризации соединен с выходом дешифратора участков линеаризации, а выход подключен к управляющим входам усилителя с управляемым коэффициентом усиления и управляемого блока смещения.

Изобретение относится к температурным измерениям. Цель изобретекия - повьпиение помехозащип1енности устр-ва. Высокий коэсМшциент подавления помех обеспечивается как применением аналого-цифрового преобразователя 4 двухтактного интегрирования, так и исключением нелинейных элементов из такта преобразования. Все переключения, вызываюо;ие переходные процессы в усилителе 2 и блоке 3 смещения, а также искажение формы кривых помехи и выделение постоянной составляющей помехи, осуществляется между преобразованиями т.е. уровень шумов в устройстве определяется качеством усилителя 2, блока 3 смещения и аналого-цифрового преобразователя 4 двухтактного интегрирования, 1 ил. 9