ел
о
О) ND
СО
3150
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения температуры с помощью термопреобрязователей сопро- тивления, а также других физических величин, преобразуемъгх в изменение активного сопротивления резистивного датчика, с использованием двухпроводной линии связи
Целью изобретения является повышение быстродействия устройства
На фиг. представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг„2 - временная диаграмма рабо- ты устройства; на фиг„ 3 - один из возможных вариантов построения блока управления.
Устройство для измерения температуры содержит (фигоО источник 1 то- ка с управляемыми входами 2 и 3, термопреобразователь А сопротивления с параллельно включенным конденсатором 5, линию связи с сопротивлениями 6 и 7 жил, измерители 8-10 напряжения, ключ 11, источник 12 напряжения,блок 13 вычисления, блок 13 вычисления, блок 14 индикации, блок 15 управления с выходами 16 - 20 и обрз пювый резистор 21 с
Измерители 8-10 напряжения представляют собой устройства выборки - хранения мгновенного значения напряжения в заданньм момент времени.
Устройство работает след тющим об- разом.
В момент времени t , по команде блока 15 управления с выходов 16 и 19 (и, на фиг.2) отпирается ключ 11 и включается источник 12 напряже- ния, после чего конденсатор 5 заряжается по цепи: выход источника 12,образцовый резистор 21, сопротивления
6 и 7 линии СВЯЗИо
Постоянная времени заряда конден- сатора 5 равна
(R4 + RT + R2OR4 . р (,
50
Н, RT - сопротивление проводов
6 и 7 линии связи; R ,, R - сопрот1шления образцового резистора и термопреобразователя сопро- JJ тивления;
С с - емкость конденсатора 5. Сопротивление выхода источника 12 принимают во внимание, так как
оно намного меньше любого из входящего в (1 ).
К моменту времени t переходной процесс в конденсаторе 5 завершается и ток в линии связи и резисторе 21 становится равньгм
1
и
+ RI,
(2)
где и - выходное стабилизированное напряжение источиика 12,
В момент времени t блок 15 управления формирует на вИходе 18 (U,, на фиго2) импульс длительностью /5t, который поступает на управляющие входы измерителей 9 и 10 напряжения.
Измеритель 9 напряжения запоминает напряжение, определяемое выражением
Ug iCR, + R + R + Рд), (3)
равное выходному напряжению источника 1 2 в течение времени 4t,, а измеритель 10 измеряет и запоминает напряжение
и ,0 i -R
(А)
В момент времени tj по команде блока 15 управления ключ 11 закорачивает линию связи, одновременно отключая источник 12, а измерители 9 и 10 напряжения переходят в режим хранения напряжений (з) и (4), И , U(. , и ,9 (на фиг. 2). В течение времени от момента tj до t конденсатор 5 разряжается с постоянной времени
R4(Rfc + RT) R + R + PT
с,.
(5)
В момент времени t 4 на выходе 16 блока 15 управления формируется короткий сигнал на размыкание ключа 11, а на выходе 17 - короткий сигнал длительностью dt/j (п на фиг 2), в течение которого включаются источник 1 тока и измеритель 8 напряжения На управляющий вход 2 источника 1 тока поступает напряжение U от измерителя 10 напряжения Ток источника 1 тока выбирается равным
1, - 1
и
R11
(6)
где i - ток в измерительной цепи во время t , t 1,- i - ток источника 1 тока.
Длительность импульса U, выбирается такой, чтобы за это время конденсатор 5 не успел зарядиться (П, на фиг,2), Напряжение, запомненное измерителем 8 напряжения в течение времени dt, равно
и 1/R + R, + R,J. (7)
Напряжения Ug, Ug, U,, поступают на входы блока 13 вычисления, который по команде блока 15 управления с выхода 20 ( на фиг.2) по полученным напряжениям определяет искомую величину сопротивления термопре- образователя 4„
Последовательность определения ве- сопротивления R термопреобразователя 4 следующая.
Из напряжения IIj вычитается нап- ряжение
и
8
1
R
(8)
Полученная разность делится на
j
R
(9)
11
В соответствии с алгоритмом обработки сигналов блок вычисления может быть выполнен в виде последовательн включенных устройств вычитания и деления.
Сигнал, пропорпиональный отношению ( ,), поступает на блок индикации, который отображает результат измерения в единицах измеряемого параметра - температуры.
Блок 15 управления может быть выполнен по схеме, приведенной на фиг. Он содержит генератор 22 прямоугольных импульсов, формирователь 23 управляющих импульсов, фазосдвигаю- щую цепь 24, укорачивающую цепь 25, пороговые устройства 26 и 27, эле- мент ИЛИ 28, инвертор 29, схемы 30 и 31 совпадения.
Блок управления работает следующим образом
Генератор 22 прямоугольных им- пульсов вырабатывает импульсы постоянной частоты, которые поступают на вход формирователя 23 управляющих импульсов, на двух выходах которого последовательно во времени фор- мируются два импульса. Проходя через элемент ИЛИ 28, они управляют работой ключа 11 (фиг.1). С первого
5
0
5
5
0
О
5
0 5
выхода формирователя 23 поступает импульс на выход 19, управляющий работой источника 12 стабильного напряжения, на фазосдвигающую цепь 24 и на схему 30 совпадения, куда поступает сдвинутый во времени импульс через пороговое устройство 26 с выхода фазосдвигающей цепи 24. На выходе схемы 30 совпадения формируется импульс длительностью At, (П,, на фиг.2), управляющий измерителями 9 и 10 напряжений. С второго выхода формирователя 23 поступает импульс на вход укорачивающей цепи 25, на выходе которой формируется импульс длительностью ut, поступающий через пороговое устройство 27 на выход 17 и управляющий источником I тока и измерителем 8 напряжения (фиг.1). Проинвертированный на инверторе 2 импульс с выхода порогового устройства 27 поступает на схему 31 совпадения, на второй вход которой поступает сигнал с второго выхода формирователя 23 о На выходе схемы 31 совпадения формируется ттмпульс, поступающий на выход 20 блока 15 управления, управляющий блоком 13 вьгч1гсле- ния о
Формула изобретения
Устройство для измерения температуры, содержащее термопреобраэова- тель сопротивления с параллельно включенным конденсатором, соединенный двухпроводной линией связи с первым и вторым выводами ключа,управляющий вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с управляющим входом первого измерителя напряжения и первым управляющим входом источника тока, первьп вывод которого соединен с первыми входами первого и второго измерителей напряжения и первым выводом ключа, а второй вывод ,соединен с вторыми входами первого и второго измерителей напряжения и первым входом третьего измерителя напряжения, -прлвляющий вход которого соединен с управляющим входом второго измерителя напряжения и подключен к третьему выходу блока управления, четвертый выход которого соединен с управляющим входом блока вычисления, входы которого соединены с выходами измерителей напряжения.
а выход подключен к блоку индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены образцовый резистор и источник напряжения, выводы которого соединены с выводами источника тока, а управляющий вход соединен с пятым выходом блока
управления, при этом первь|й вывод эталонного резистора соединен с вторым выводом источника тока, а второй вывод соединен с вторым выводом ключа и вторым входом третьего измерителя напряжения, выход которого соединен с вторым управляюп1им входом источника тока.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Цифровой измеритель температуры | 1985 |
|
SU1278622A1 |
Цифровой измеритель температуры | 1988 |
|
SU1569590A1 |
Устройство для измерения температуры | 1980 |
|
SU907402A1 |
Цифровой измеритель температуры | 1985 |
|
SU1275228A1 |
Цифровой измеритель температуры | 1982 |
|
SU1111038A1 |
Устройство для измерения температуры | 1990 |
|
SU1719926A1 |
Цифровой измеритель температуры | 1983 |
|
SU1116329A1 |
ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ RC-ДВУХПОЛЮСНИКОВ | 2012 |
|
RU2503020C9 |
Цифровой измеритель температуры | 1984 |
|
SU1232962A1 |
Устройство для измерения температуры | 1987 |
|
SU1506298A1 |
Изобретение предназначено для температурных измерений при помощи термопреобразователей сопротивления (ТС) с использованием двухпроводной линии связи. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. Сначала конденсатор 5 заряжается от источника 12 напряжения. После окончания переходного процесса измеритель 9 напряжения по команде с блока 15 управления запоминает напряжение источника 12, а измеритель 10 измеряет и запоминает напряжение на образцовом резисторе 21. После заряда конденсатор 5 разряжается через замкнутый ключ 11, источник 1 тока формирует ток, равный току в момент окончания заряда конденсатора, а измеритель 8 напряжения измеряет и запоминает напряжение на выводах источника 1 тока. Блок 13 вычисления вычисляет величину сопротивления ТС 4. 3 ил.
Редактор И„Горная
Составитель ВоКуликов Техред А.Кравчук
Фиг. г
Фиг.З
Корректор И.Муска
Устройство для дистанционного измерения температуры | 1979 |
|
SU857741A1 |
Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
Авторы
Даты
1989-09-07—Публикация
1987-12-25—Подача