Устройство для многоточечного измерения температуры Советский патент 1989 года по МПК G01K7/00 

4 СП

СП СП

Изобретение относится к термометии и может быть использовано,.напри- ф, для многоточечного измерения температуры при хранении сельскохо- в.рйственной продукции,в тепличных хозяйствах, в животноводческих помещениях и т.п.

Цель изобретения - повышение точ- нЬсти измерения температуры. ю

.На фиг.1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - скема Йлока фиксированных частот; на фиг.З- схема регистратора.

Устройство содержит блок 1 фикси- ,5 рованных частот, одинаковые частотно- независимые резисторы 2 и 3 двух плеч измерительного, моста переменного ока, постоянный резистор 4, переключатель 5 и потенциометры , об- 20 разующие задающее плечо, регистратор , двухпроводную линию 8 и измери- ельные узлы 9,-9„, состоящие из шементов Ю.-Ю, последовательных резонансных контуров и резистивных 25 датчиков In температуры.

Схема блока 1 фиксированных час- гот выполнена на базе генератора с олебательным контуром и состоит из конденсаторов 12,-12„, подключенных к входу микросхемы 13 с помощью переключателя 14, конденсатора 15 и |индуктивностей 16 - 18. I Схема регистратора 7 состоит из усилителя. переменного тока, выпол- ненного на микросхеме 19, в цепь {обратной связи, которого с помощ.ю Iпереключателя 20 подключены подст- (роечные потенциометры 21,-21п фазовог го детектора 22, выполненного на полевом транзисторе, и диода 23, обеспечивающего требуемую полярность полуволны переменного напряжения для синхронизации фазового детектора и измерительного прибора (ИП).

Переключатели .5, 14 и 20 конст- 45 руктивно выполнены в одном корпусе, т.е. для переключения измерительных каналов используется один трехплат- ньш переключатель.

Устройство работает следующим образом.

С блока 1 фиксированных частот на измерительный мост переменного тока путем установки переключателя jS 14 в К-е положение, подается переменное напряжение постоянной амплитуды с частотой СО,, резонансной для К-го . колебательного ;контура. Положт т т ч

жение переключателя и значение частоты (О .соответствует номеру К опрашиваемого в данный момент измерительного узла 9к. Реактивные сопротивления и номиналы элементов резонансных контуров выбирают такими, чтобы выполнялось условие

S

1

UTcT

KU),

const,

a кратность частот J

7

где i - текущий номер измерительного

узла.

Переключателем 5 в задающее плечо измерительного моста подключают под- строечный потенциометр 6. Потенциометры 6; служат для компенсации изменения активного сопротивления линии связи при балансировке моста. Изменения активного сопротивления линии связаны с изменениями ее длины при опросе разных датчиков, а также зависят от частоты О;.

При опросе К-го измерительного узла его полное сопротивлений минимально и равно величине активного сопротивления резистивного датчика 11 температуры. .Сопротивления остальных измерительных узлов намного больше (что достигается выбором номиналов 1C;) и имеют преимущественно реактивный характер.

С помощью регистратора 7 осуществляют измерение температуры в К-й точке.

В схеме усилителя переменного тока, выполненного на микросхеме 19, предусмотрена возможность изменения коэ.ффициента усиления путем подключения в цепь обратной связи с помощью переключателя 20 подстроечных потенциометров 21,., .-что позволяет уравнять чувствительность измерителной схемы регистратора при опросе различных измерительных узлов: Фазовый детектор 22 выполнен на полевом транзисторе и служит для получения постоянного напряжения из измеряемого переменного. Следует отметить, что для выпрямления переменного напряжения нельзя использовать обычный выпрямитель, так как он имеет зону нечувствительности вблизи нуля. Кроме того, фазовый детектор позволяет в значительной мере отсечь влияние соседних измерительных узлов при

опросе одного из них. Общие сопротивления этих узлов имеют преимущественно реактивный характер, а значит ток в этих узлах сдвинут по фазе, близкой к 90° по отношению к питающему напряжению. Как следует из принципа работы фазового детектора, эти токи будут в значительной мере отсекаться. Управление фазовым детектором осуществляется с выхода блока фиксированных частот. В качестве измерительного прибора, проградуиро- ванного в значениях температуры, могут использоваться стрелочный или цифровой вольтметры.

В предлагаемом устройстве могут использоваться резистивные датчики температуры (например, терморезисторы типа теп, полупроводниковые тер- мисторы, позисторы типа СТ11-1Г). Указанные датчики совместно с элементами резонансных контуров герметизируются и представляют собой утолщения на двухпроводной линии связи. Все остальные элементы устройства конструктивно объединены в один блок к которому подключается двухпроводная линия связи. Устройство несложно в изготовлении и эксплуатации, легко

1557

,

10

15

20

25

30

устанавливается на сельскохозяйственных обьектах.

Формула изобретения Устройство для многоточечного измерения температуры, содержащее двухпроводную линию связи, регистратор и датчики температуры, отличающееся тем, что, с целью повы- щения точности измерения, в него введены блок фиксированных частот и измерительный мост переменного тока, два плеча которого образованы одинаковыми частотно-независимыми резисторами, третье плечо выпплнено в виде постоянного резистора и связанных с ним с помощью переключателя подстро- ечных потенциометров, четвертое плечо образовано двухпроводной линией связи, параллельно к которой через введенные последовательные резонансные контуры подключены датчики температуры, выполненные резистивными, а регистратор, состоящий из последовательно соединенных усилителя переменного тока, фазового детектора и измерительного прибора, подключен к одной диагонали измерительного моста, к другой диагонали которого подсоединен блок фиксированных частот.

Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить точность измерения температуры при хранении сельскохозяйственной продукции. Устройство содержит резистивные датчики температуры, которые через последова тельные резонансные контуры подключены к двухпроводной линии связи. Линия связи совместно с датчиками температуры образует одно из плеч изг. мерительного моста переменного тока. В схеме устройства реализовано частотное разделение температурных каналов . С помощью блока фиксированных частот, подключенного к одной диагонали измерительного . моста, осуществляется опрос датчиков температуры. Во вторую диагональ моста включен регистратор, выполненный на базе усилителя переменного тока и стрелочного или цифрового индикатора напряжения. 3 ил. i (Л С

; .Я

8 9i

9п

iO

-Юп

/2.

Ип

Фие.1

Ч

it/

Фие.2

П

Фаз. 3