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

:п

Изобретение касается тепловых измерений и позволяет повысить точность измерений температуры с использованием термопар различных градуировок. Устройство содержит термопару 1, блок 2 компенсации температуры холодного спая термопары, нуль-орган 3, генератор импульсов 4, счетчик импульсов 5, схему запуска 6, блок постоянной памяти (БПП) 7, задатчик 8 типа термопары, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 9, блок 10 цифровой индикации. ТермоЭДС Е термопары 1 связана с температурой T зависимостью E = AT²+BT + C, где A, B, C - постоянные коэффициенты. Код X счетчика 5 преобразуется БПП 7 в код Y = AX²+BX+C, где A,B,C - постоянные коэффициенты. ЦАП 9 преобразует код Y в напряжение U = KY, где K - вес младшего разряда кода. При условии A=A: (KK²), B = B: (KK₁), C = C:K, где K₁ - постоянный коэффициент, в момент равенства напряжений U и E имеем X = K₁T. 3 ил. 1 з.п.ф.

г./

3150

Изобретение относится к тепловым измерения с помощью термопар.

Целью изобретения является повышение точности измерений и расши- рение эксплуатационных :возможностей устройства.

На фиг. 1 представлена структур- ная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - структурная схема задат- чика типа термопары,- на фиг. 3 - схема блока компенсации температуры холодного спая термопары.

Устройство для измерения температуры содержит термопару 1, блок 2 компенсации температуры холодного спая термопары, нуль-орган 3, генератор 4 импульсов, счетчик 5 импульсов, схему 6 запуска, блок 7 постоянной памяти, задатчик 8 типа термопа- ры, цифроаналоговый преобразователь 9 (ЦАП) и блок 10 цифровой индикации.

Задатчик 8 содержит двухсекцион- ный переключатель 11 типа термопары, шифратор 12, источник 13 стабилизированного напря;«ения и резисторы 14.1-14.П (по числу используемых типов термопар).

Блок 2 образован неравновесным мостом постоянного тока, в состав которого входят термонезависимые манганиновые резисторы 15.1-15.3 и термозависимый медный резистор 15.4. Общая точка резисторов 15.3 и 15.4 является первым входом.блока 2, общая точка резисторов 15.1 и 15.2 является выходом блока 2, а вершины питающей диагонали моста (общие точ- ки резисторов 15.1-15.4 и 15.2-15.3) образуют два других входа блока 2.

Устройство работает следующим образом.

ТермоЭДС измерительной термопары 1, описываемая уравнением

Е at + bt + с,

(1)

где t - измеряемая температура-, а,Ь,с - коэффициенты, постоянные для термопар данной градуировки,

поступает на блок 2, где происходит автоматическая компенсация температуры холодного спая термопары 1. Вы- ходной сигнал блока 2 подается далее на один из входов нуль-органа 3, где происходит сравнение его величины с выходным напряжением ЦАП 9.

4

В момент их равенства меняется логическое состояние ка выходе нуль-органа 3, что вызывает запись в блок 10 цифровой индикации информации с первых выходов бглока 7 постоянной памяти.

Выходной сигнал генератора 4 импульсов поступает на счетчик 5 импульсов (его счетный вход) и при наличии на входе сброса счетчика 5 разрешающего сигнала с выхода схемы 6 запуска происходит за счет поступающих на счетный вход импульсов. Линейно нарастающий код счетчика 5 поступает на младшие адресные коды блока 7 постоянной памяти, вызьгаая выборку записанных в нем цифровых кодов. Коды на выходах блока 7 определяются также и старшими разрядами адреса,задающими ту или иную область памяти блока 7 в зависимости от уставки переключателя М типа термопары, преобразуемой в цифрЪвой код старших разрядов адреса шифратором 12. На блок 2 при этом подается стабильное напряжение источника 13 через выбранный переключателем 11 резистор 14, соответств ующий данной градуировке термопары 1.

Блок 7 преобразует входной адресный код X в цифровой код Y, выдаваемый на первые выходы блока 7 и равный

Y. M + ВХ + С f (2)

где А,В,С - заданные коэффициенты.

ЦАП 9 преобразует код Y в напряжение и K Y, где К - вес младшего разряда ЦАП 9

Б момент равенства сигналов блока 2 и ЦАП 9 имеем

. (АХ + ВХ + С) К at + bt + с,(

При соответствующем подборе коэффициентов А,В и С (А а/(КК), В Ь/(КК), С с/К, где К,- - постоянный коэффициент) получаем

. X К. Ь , (4)

Таким образом, в момент равенства сигналов на входах нуль-органа 3 выходной код счетчика 5 однозначно соответствует измеряемой температуре. Одновременно на вторых выходах блока 7 устанавливается такой код, .что после записи его в блок 1 О цифровой индикации на индикаторах последнего отображается значение температуры.

ормула

и

5 зоб

1509630

р е т е н и я

д т ст

0

дам блока постоянной памяти, а вторая секция подключена общим контактом к одному из полюсов источника стабилизированного напряжения, а

другими контактами - к первым выводам резисторов,вторые выводы кбторых объединены и вместе с другим полюсом источника стабилизированного напряжения подключены к второму и третьему входам блока компенсации темпе- - ратуры холодного спая термопары, причем первые выходы блока постоянной памяти соединены с входами цифро- аналргового преобразователя, а вторые его выходы подключены к информационным входам блока цифровой индикации.

2, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок компенсации температуры холодного спая термопары содержит неуравновешенный мост из трех манганиновых и одного

медного резисторов, в измерительную

V

диагональ которого включена термопара, а диагональ питания соединена с объединенными вьгеодами резисторов за- датчика типа термопары и полюсом источника стабилизированного напряжения .

иг.г

«.,

D«

П..

/5.3

V A Фиг.З