Устройство для измерения температуры Советский патент 1989 года по МПК G01K7/02 

ел

о

О) 1C

со

Изобретение относится к температурным измерениям, в частности к устройствам для измерения температуры с помощью термоэлектрических преобразователей со ветров).JIыми калибраторами

Целью изобретения является повышение точности измерения, а также упрощение устройства

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства с

Устройство для измерения температуры содержит термоэлектрический преобразователь (ТЗП) 1 со встроенным калибратором, источник 2 стандартного сигнала, первый счетчик 3, первый логический элемент И 4,второй счетчик 5, второй логический элемент И 6, коммутатор 7, блок 8 вычитания, цифровой вольтметр 9, блок 10 анализа, триггер II, формирователь 12, третий 13 и четвертый 14 логические элементы И, блок 15 управления и счетчик 16 совпадений.

В устройстве следует использовать цифровой вольтметр 9 со смещенной характеристикой.Это смещение следует выбирать так, чтобы сигнлч ошибки на выходе цифрового воль.метра 9 при калибровке всегда был положительным.

Устройство работает следующим об- разоМо

В режиме Калибрование оператор переводит объект в режим постоянного нагрева или охлаждения При этом на выходе блока управления, соединенном с управляющим входом триггера 11,появляется сигнал управления, разрешающий перебрасывание триггера 11 им- пульсами с выхода логического элемента И 6 .

Преобразуемая термоЭДС с ТЭП 1 через коммутатор 7 поступает на вход цифрового вольтметра 9с На выходе последнего формируется последовательный число-импульсный код, соответствующий преобразуемой термоЭДСоЭтот код поступает на первый 3 и второй 5 счетчикио Управление работой счетчиков 3 и 5 осуществляется триггером 11 так, что результат измерения за- письшается в один из счетчиков, В

В момент заполнения счетчика 16 сигнал с его выхода поступает в блок 15 управления и на управляющий вход коммутатора 7. Последний включает встречно термоЭДС ТЭП 1 напряжение источника 2 стандартного сигнала,соответствующее термоЭДС ТЭП 1 при температуре плавления реперного материала калибратора Разница двух напряжений калибратора, соответствующая поправке, в число-импульсном коде поступает на один из счетчиковоВлок 8 вычитания производит вычитание кодов в счетчиках 3 и 5, на инверсном выходе блока анализа появляется сигнал, который разрешает импульсу вольтметра Конец измерения пройти через элемент И 6 и осуществить сброс счетчика 16 Этот же импульс проходит на вход блока 15 управления

другом счетчике хранится код,соответствующий термоЭДС ТЭП 1 в предыдущем 5 Последний формирует сигнал для перек- измерении. Результаты двух измерений лючения триггера 11. При этом в одном из счетчиков 3 или 5 находится значение поправки, а в другой поступает код от цифрового вольтметра 9.

поступают на вход блока вычитания, где производится их вычитание.Анализ разницы результатов измерений произ0

5

0

5

0

з

0

5

0

водится в блоке 10 анализас Выходной сигнал на прямом выходе блока 10 анализа появляется в случае, когда разница двух измерений равна нулю. В любом ином случае выходной сигнал формируется на инверсном выходе блока 10 анализа На вторые входы логических элементов И 4 и 6 поступает сигнал цифрового вольтметра 9 Конец измерения. При совпадении импульсов на входе логического элемента И 6, что свидетельствует о неравенстве температуры в двух измерениях,происходят сброс счетчика 16 совпадений и перебрасывание триггера 11„Кроме того, по сигналу Конец измерения через формирователь 12 и соответствующие первому 3 и второму 5 счетчикам логические элементы И 13 и 14 происходит сброс результата предыдущего измерения, иными словами подготовка соответствующего счетчика к новому циклу измерения Совпадение импульсов на входе логического элемента И 4 свидетельствует о равенстве температуры в двух измеренияХоПоэ- тому импульсы с выхода логического элемента И 4 поступают на вход счетчика 16 совпадений до его заполнения, что свидетельствует о фазовом переходе реперного материала калибратора температуры

В момент заполнения счетчика 16 сигнал с его выхода поступает в блок 15 управления и на управляющий вход коммутатора 7. Последний включает встречно термоЭДС ТЭП 1 напряжение источника 2 стандартного сигнала,соответствующее термоЭДС ТЭП 1 при температуре плавления реперного материала калибратора Разница двух напряжений калибратора, соответствующая поправке, в число-импульсном коде поступает на один из счетчиковоВлок 8 вычитания производит вычитание кодов в счетчиках 3 и 5, на инверсном выходе блока анализа появляется сигнал, который разрешает импульсу вольтметра Конец измерения пройти через элемент И 6 и осуществить сброс счетчика 16 Этот же импульс проходит на вход блока 15 управления

5 Последний формирует сигнал для перек- лючения триггера 11. При этом в одПоследний формирует сигнал для перек- лючения триггера 11. При этом в одном из счетчиков 3 или 5 находится значение поправки, а в другой поступает код от цифрового вольтметра 9.

Наличие сигнала с выхода счетчика 16 совпадений, с видетельствующего о постоянстве температуры, а затем сиг нала с выхода логического элемента И 14 позволяет блоку 15 управления сформировать сигнал, запрещающий далее перебрасывание триггера II На этом режим Калибрование заканчивается.

В режиме Измерение код, соответствующий преобразованной термо- ЭДС ТЭП 1, поступает в один из счетчиков 3 или 5, не содержащий кода поправки. В блоке 8 вычитания проис ходит вычитание кода поправки из результата измерения, Тое. коррекция погрешности ТЭП 1 по результатам его калибрования Таким образом, на выходе блока вычитания формируется код, абсолютное значение которого соответствует скорректированному значению температуры

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры, содержащее термоэлектрический преобразователь с встроенным калибратором, подключенный к первому входу коммутатора, второй вход которого соединен с выходом источника стандартного сигнала, а выход подключен к входу цифрового вольтметра, первый и второй логические элементы И,первые входы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходам блока анализа, а выходы соединены соответственно со счетным и управляющим входами счетчика совпадений, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора и первым входом блока управления, второй вход

0 которого подключен к выходу второго логического элемента И и первому управляющему входу триггера, формирователь, отличающееся тем, что, с целью повышения точности из- 15 мерения, в него введены третий и четвертый логические элементы И, первый и второй счетчики и блок вычитания, выход которого подключен к входу блока анализа, а входы соединены соот20 ветственно с выходами первого и второго счетчиков, счетные входы которых подключены к выходу цифрового вольтметра, выход Конец преобразования которого подключен к вторым вхо

25 дам первого и второго логических элементов И и через формирователь соединен с первыми входами второго и третьего логических элементов И, выходы которых соединены соответствен30 но с входами сброса первого и второго счетчиков, а вторые входы подключены соответственно к управляющим- входам первого и второго счетчиков, соединенных соответственно с прямым

-, и инверсным выходами триггера,

Изобретение предназначено для температурных измерений и позволяет повысить точность измерения. В режиме "калибрование" на счетные входы первого и второго счетчиков 3, 4, управляемых сигналами с выходов триггера 11, поочередно поступает число-импульсный код с выхода цифрового вольтметра 9, пропорциональный температуре термоэлектрического преобразователя (ТЭП) 1 со встроенным калибратором. Блок 10 анализа анализирует сигнал на выходе блока вычитания, пропорциональный разности температур в двух измерениях. В момент фазового перехода реперного материала калибратора по сигналу с выхода счетчика совпадений 16, коммутатор 7 включает встречно с ТЭП 1 источник 2 стандартного сигнала. В одном из счетчиков 3, 4 формируется сигнал ошибки, который в процессе измерения температуры вычитается из сигнала ТЭП 1. 1 ил.