Устройство для дистанционного измерения температуры Советский патент 1988 года по МПК G01K7/16 

4

ю сл

Изобретение относится к области температурных измерений и может быть использовано при дистанционном контроле температуры в скважине.

Цель изобретения - повышение быстродействия и упрощение устройства путем исключения из его состава вычислительного блока.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - схема стабилизатора тока.

Устройство содержит термопреобразователь 1 сопротивления, конденсатор 2, диод 3, стабилизатор 4 тока, двухпроводную линию связи, представленную эквивалентными сопротивлениями 5 и 6, коммутатор 7,

Диод 3 должен иметь малый обратный ток. В этом случае он практически ие пропускает ток на термопреобразователь 1 сопротивления от конденсатора 2 после отключения источника 8 тока.

5 Устройство работает следующим образом. В начальный момент времени включены АЦП 13, стабилизатор 10 тока и блок 14 индикации. Однако импульсы, вырабатываемые генератором (в данном случае

10 используется внещняя цепь генератора интегратора АЦЦ 13) на счетный вход АЦП 13 не подаются, и на блоке 14 индикации высвечивается результат предыдущего измерения. При включении блок управления (цепи коммутации не показаны) счетные

г7 - - J -- -I.л-JI

источник 8 тока, блок 9 измерения, сое- - импульсы от генератора 16 поступают тоящий, например, из стабилизатора 10 тока,на делитель 17 частоты и одновременно

срабатывает коммутатор 7, в результате чего к линии 5, 6 связи подключается

источник 8 тока. Через диод 3 происходит

образцового резистора 11, потенциометра 12 и аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 13, блок 14 индикации и блок

15 управления, состоящий, например, из jn заряд конденсатора 2. После прохождения генератора 16 импульсов, делителя 17 час-через делитель 17 сипределенного числа

тоты и коммутатора 18. В качестве АЦП 13импульсов (количество импульсов выбираетможет быть испол ьзован стандартный АЦПся таким, что время их прохождения

двойного интегрирования, опорное напря-т ЗНС, где С - емкость конденсатора 2;

жение для которого снимается с потен-R - сопротивление проводов линии 5, 6

диометра 12 при прохождении через него то- 25 связи) с помощью коммутатора 7 линия от стабилизатора 10 тока.связи отключается от источника 8 тока

Стабилизатор 4 тока может быть соб-и подключается к аналоговому входу

ран по стандартной схеме и содержитАЦП 13. Одновременно замыкается конСтабилитроны 19-21, резисторы 22-26,такт коммутатора 18, и счетные импульпеременный резистор 27 и транзисторы 28-сы начинают поступать на АЦП 13.

31. Резисторами 26 и 27 задается выход- 30 Цроисходит разряд конденсатора 2 на ста- Ной ток. Стабильное напряжение снимает-билизатор 4 тока, нагрузкой которого является термопреобразователь 1. Напряжение на термопреобразователе 1 сопротивления при прохождении через него стабильного ...тока Ii

tpOHa 21 ток, не зависящий в рабочих UT IiRo(l+cct),

Пределах от изменения входного напря-где Ro - сопротивление термопреобразователя при 0°С; а - температурный коэффициент;

t - температура.

Ток Ь стабилизатора 10 и сопротивление RI образцового резистора 11 выбираются такими, чтобы обеспечивалось равенство

IiRo -l2Ri.

Тогда на вход АЦП 13 поступает разчается блок измерения. Происходит разряд 45 ность падений напряжения на термопреоб- конденсатора 2 на стабилизатор 4 тока,разователе 1 и резисторе 11 Ue IiRoat.

Напряжение UM и опорное, снимаемое с потенциометра 12, интегрируются, сравниваются, результат преобразуется в цифро,- - .. код, пропорциональный по значению

ния по команде с блока управления. осу- 5 измеряемой температуре, который поступает ществляет измерение напряжения на термо-в блок 14 индикации. Контакт коммутатора 18 остается во включенном состоянии в течение примерно 2,5 циклов работы АЦП 13, размыкается по команде.

ся со стабилитрона 21. Генератор тока, состоящий из транзистора 28, стабилитронов 19 и 20 и резисторов 24 и 25, Вырабатывает номинальный для стабилиЖения.

По команде с блока управления с по- Мощью коммутатора 7 к двухпроводной линии связи подключается источник 8 то- дО ка, ток которого, проходя через диод 3, включенный в прямом направлении, заряжает конденсатор 2 до определенного напряжения. После заряда конденсатора 2 к двухпроводной линии связи подклюкоторый в течение определенного интервала времени формирует стабильный по величине ток, поступающий на термопреобразователь 1 сопротивления. Блок измерепреобразователе сопротивления в момент прохождения от него стабильногго тока от стабилизатора 4 тока.

Для того, чтобы блок измерения не следующей из делителя 17, и интегрировлиял на результат измерения, его вход-вание напряжения в АЦП 13 прекращаетное сопротивление должно быть много боль-ся. Цифровой код, пропорциональный темше сопротивления проводов линии связи.пературе, измеряемой при последнем полДиод 3 должен иметь малый обратный ток. В этом случае он практически ие пропускает ток на термопреобразователь 1 сопротивления от конденсатора 2 после отключения источника 8 тока.

Устройство работает следующим образом. В начальный момент времени включены АЦП 13, стабилизатор 10 тока и блок 14 индикации. Однако импульсы, вырабатываемые генератором (в данном случае

используется внещняя цепь генератора интегратора АЦЦ 13) на счетный вход АЦП 13 не подаются, и на блоке 14 индикации высвечивается результат предыдущего измерения. При включении блок управления (цепи коммутации не показаны) счетные

л-JI

источник 8 тока. Через диод 3 происходит

заряд конденсатора 2. После прохождения через делитель 17 сипределенного числа

ном цикле работы АЦП, запоминается в регистре АЦП и продолжает поступать в блок индикации. Длительность измерения напряжения на термопреобразователе 1 сопротивления выбирается такой, чтобы временная характеристика стабилизатора 4 тока в это время была линейной, но не менее длительности двух циклов работы АЦП.

Формула изобретения

10 теля сопротивления, при этом диод включен между вторым выводом конденсатора и первым выводом термопреобразователя сопротивления, а второй провод линии связи соединен с подвижным контактом комУстройство для дистанционного измерения температуры, содержащее источник тока, первый вывод которого соединен с первым входом блока измерения и через . мутатора, управляющий вход которого сое- первый провод двухпроводной линии свя- динен с выходом блока управления, а два зи подключен к первому выводу термо- неподвижных контакта соединены соот- преобразователя сопротивления, второй вы- ветственно с вторым выводом источника то- вод которого соединен с первым выводом ка и вторым входом блока измерения.

конденсатора и вторым проводом линии связи, блок индикации, подключенный к блоку измерения, соединенному с блоком управления, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения устройства, в него введены коммутатор, диод и стабилизатор тока, вход которого подключен к первому и второму выводам конденсатора, а выход соединен с первым и вторым выводами термопреобразователя сопротивления, при этом диод включен между вторым выводом конденсатора и первым выводом термопреобразователя сопротивления, а второй провод линии связи соединен с подвижным контактом ком мутатора, управляющий вход которого сое- динен с выходом блока управления, а два неподвижных контакта соединены соот- ветственно с вторым выводом источника то- ка и вторым входом блока измерения.

Изобретение относится к температурным измерениям и йозволяет повысить быстродействие и упростить устройство. Стабилизатор тока 4, подключенный к конденсатору 2, формирует в процессе разряда конденсатора 2, заряженного от источника тока 8, стабильный ток через термопреобразователь сопротивления (ТС) 1. Диод 3 препятствует разряду конденсатора 2 через ТС 1. Блок измерения 9 измеряет падение напряжения на ТС 1 в момент формирования стабилизатором тока 4 стабильного тока. 2 ил.

Составитель В. Куликов

Редактор В. ПетрашТехред И. ВересКорректор М. Васильева

Заказ 4758/37Тираж 607Подписное

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, 4

фиг.г