Способ определения температуры и устройство для его осуществления Советский патент 1990 года по МПК G01K7/16 

ПП

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность определения температуры при использовании терморезистивных датчиков. Терморезистор перегревают относительно температуры контролируемой среды, подавая на него пилообразное напряжение вида U=√AT, где A - постоянный коэффициент, T - текущее время, а температуру среды определяют по измеренному интервалу времени нарастания напряжения на терморезисторе от нуля до уровня, соответствующего максимуму вольт-амперной характеристики. Число импульсов, подсчитанное счетчиком 11 за интервал времени, прошедший от момента запуска генератора 1 до максимума напряжения на терморезисторе 4, пропорционально определяемой температуре среды. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

I-

со

12

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в различных системах автоматического контроля температуры с терморезистивными датчиками.

Цель изобретения - повышение точности контроля температуры.

На чертеже приведена функциональная схема устройства для осуществления пред- лагаемого способа.

В основе предлагаемого способа определения температуры лежит закономерность изменения точки максимума статической вольт-амперной характеристики (ВАХ) терморезистора, имеющей участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением, от температуры 0 окружаю щей среды. При этом точка максимума напряжения UT на терморезисторе определяется указанной температурой © и-конст- руктивными параметрами терморезистора согласно зависимости

. UT ,69(B-©) А (1) где А. В - постоянные коэффициенты температурной характеристики терморезистора.

Если на терморезистор подавать пилообразное напряжение, изменяющееся во времени по зависимости вида U , где а const, то интервал времени нарастания напряжения на терморезисторе о нуля до UT при постоянстве указанных параметров терморезистора зависит только от температуры 0 окружающей среды 3,69 Н А

to

(2)

где И - коэффициент рассеивания терморезистора, величина которого определяется конструкцией терморезистора (размеры, материал полупроводника и т.п.).

Измеряя интервал времени to, можно определить искомое значение температуры окружающей среды 0 непосредственно из соотношения (2) или по предварительно снятой градуировочной зависимости.

Предлагаемый способ осуществляется устройством, содержащим генератор 1 пилообразного напряжения, схему 2 запрета, постоянный резистор 3, терморезистор 4, дифференцирующую RC-цепь. образованную конденсаторор 1 5 и резистором 6, блок 7 управления, триггер 8, схему совпадения И 9, генератор 10 счетных импульсов, двоично-десятичный счетчик 11, цифровой индикатор 12. Генератор 1 пилообразного напряжения подключен через схему 2 за- прета к последовательно соедине.нныг резистору 3 и терморезистору 4. Общая точка соединения резистора 3 и терморезистора 4 через дифференцирующую RC-цепь под5

10

15 20

25

0

5

0

5 0 5

ключена к первому входу триггера 8, выход которого соединен с управляющим входом схемы 2 запрета и первым входом схемы И 9 совпадения, к второму входу которой подключен выход генератора счетных импульсов 10. Выход схемы совпадения И 9 соединен с информационным входом счетчика 11, выход которого подключ(эн к входу цифрового индикатора 12. Выход блока 7 управления, выполненного в виде простейшего генератора пусковых импульсов, соединен с вторым входом триггера 8 и управляющими входами генератора 1 пилообразного напряжения и счетчика 11.

Устройство работает следующим образом.

Кратковременный пусковой импульс с блока 7 управления запускает генератор 1 пилообразного напряжения, триггер 8 и нуляет счетчик 11. Генератор 1 пилообразного напряжения начинает формировать, напряжение, изменяющееся во времени по указанной зависимости вида U Vat, которое поступает через открытую схему 2 запрета, на управляющем входе которой в это время присутствует разрешающий сигнал с выхода триггера 8, на последовательно соединенные резистор 3 и терморезистор А. При возрастании напряжения на терморезисторе до величины Ут, соответствующей точке максимума ВАХ, происходит резкий бросок тока в цепи резистора 3 и терморезистора 4. При этом дифференцирующая RC-цепь формирует короткий импульс, кotopый поступает на триггер 8 и устанавливает его в исходное состояние. Выходной сигнал триггера 8 в этом состоянии обнуляется, сигнал разрешения на управляющем входе схемы 2 запрета исчезает и через схему 2 запрета дальнейшее напряжение на терморезистор 4 не подается. Сформированный выходной импульс триггера 8 подается на схему совпадения И 9, на второй вход которой одновременно поступают короткие тактовые импульсы с генератора 10 счетных импульсов. На выходе схемы совпадения И 9 формируется пакет тактовых импульсов, длительность которого пропорциональна определяемому значению температуры окружающей (контролируемой) среды 0 .При постоянной частоте следования тактов|9|х импульсов их количество в пакете также пропорционально определяемому значению температуры окружающей среды 0 . Формулаизобретения 1. Способ определения температуры, заключающийся в перегреве терморезистора, размещенного в контролируемой среде.

отличающийся тем, что, с целью повышения точности, перегрев терморезистора осуществляют подачей на него пило- образного напряжения вида U Va t- , где а - постоянный коэффициент, t - текущее время, и измеряют интервал времени нарастания напряжения на терморезисторе до максимума его вольт-амперной характеристики, по которому определяют температуру среды,

совпадения, схема запрета и триггер, при- этом выход генератора пилообразного напряжения подключен через схему запрета к

последовательно соединенным терморезистору и постоянному резистору, общая точка которых через дифференцирующую RC-цепь подключена к первому входу триггера, выход которого соединен с управляющим входом схемы запрета и первым входом схемы совпадения, к второму входу которой подключен выход генератора счетных импульсов, а выход блока управления соединен с вторым входом триггера и управляющими входами генератора пилообразного напряжения и счетчика, информационный вход которого подключен к выходу .схемы совпадения, а его выход - к входу цифрового индикатора.