Устройство для определения постоянной времени термодатчиков Советский патент 1992 года по МПК G01K15/00 

Сущность изобретения: устройство содержит испытуемый датчик 1, образцовый термодатчик 2 блок 3 вычитаний, ин- тегро-дифференцирующий блок 4, автокомпенсатор 5 напряжений, измерительно-преобразующий блок б, сумматор 7, задатчик 8 напряжения, измерительный блок 9, два нуль-органа 13 и 14, элемент И 15, коммутатор 16, инвертор 17, 1 ил.

у

1 Ю

сл

hO

ho

Изобретение относится к термометрии и является усовершенствованием изобретения по авт св. № 1642273.

Известно устройство для определения постоянной времени термодатчиков, содержащее образцовый термодатчик, блок вычитания, интегро-дифференцирующий блок, автокомпенсатор напряжения, задатчик напряжения, сумматор и измерительный блок, находящиеся в функциональной взаимосвязи,

Недостатком известного устройства является необходимость его настройки перед каждым измерением путем богласования полярностей выходных сигналов блока вычитания и интегро-дифференцирующего блока, а также установки соответствующей полярности напряжения, питающего измерительно-преобразующий блок. В результате этого снижается точность измерения постбянной времени термодатчика.

Действительно, для нормальной работы автокомпенсатора напряжения на его входы должны поступать синфазные сигналы, В то же время полярность сигнала на выходе блока вычитания зависит от соотношения известной постоянной времени То и измеряемой постоянной времени TL

Одновременно необходимо устанавливать соответствующую полярность питающего напряжения измерительно-преобразующего блока, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный разности постоянных времени образцового и исследуемого термодатчиков. Очевидно, полярность этого сигнала также должна соответствовать соотношению То и П.

Цель изобретения - повышение точности определения постоянной времени термодатчика за счет исключения необходимости согласования полярностей выходных сигналов блока вычитания и интегро-дифференцирующего блока, а также установки соответствующей полярности напряжения, питающего измерительно- преобразующий блок.

Для достижения поставленной цели в устройство, содержащее-два термодатчика, выходами подключенные к соответствующим входам блока вычитания, последовательно соединенные интегро- дифференцирующий блок с регулируемым коэффициентом передачи по производной, автокомпенсатор напряжения, измерительно-преобразующий блок и задатчик напряжения, выходом подключенный к второму входу сумматора, причем второй вход блока вычитания соединен с входом интегро-дифференцирующего блока, регулирующий

вход которого соединен с выходом автокомпенсатора напряжения, дополнительно введены первый и второй нуль-органы, элемент И, инвертор и коммутатор с двумя переключающими элементами, при этом выход интегро-дифференцирующего блока через первый нуль-орган соединен с первым входом элемента И, выход блока вычитания через второй нуль-орган соединен с вторым

0 входом элемента И и через нормально замкнутые контакты первого переключающего элемента коммутатора и инвертор к второму входу автокомпенсатора напряжения и к нормально разомкнутым контактам первого

5 переключающего элемента коммутатора, соединенного управляющим входом с выходом элемента И, а клеммы питания положительной и отрицательной полярности измерительно-преобразующего блока сое0 динены с его первым выводом соответственно через нормально замкнутый и нормально разомкнутый контакты второго переключающего элемента коммутатора. На чертеже приведена структурная схе5 ма устройства.

Устройство для определения постоянной времени термодатчиков содержит испытуемый 1 и образцовый 2 термодатчики, блокЗ вычитания, интегро-дифференцирую0 щий блок 4 с регулируемым коэффициентом передачи по производной, автокомпенсатор 5 напряжения, измерительно-преобразующий блок б, сумматор 7, задатчик 8 напряжения, измерительный блок 9, эле5 мент 10 сравнения, усилитель 11 и исполнительный механизм 12 автокомпенсатора 5 напряжения, первый 13 ивторой 14 нуль-органы, элемент И 15, коммутатор 16с двумя переключающими элементами и инвертор

0 17 аналогового сигнала.

Устройство работает следующим образом.

При воздействии на термодатчики 1 и 2 одного и того же нестационарного возмуще5 ния произвольной формы на выходах блоков 3 и 4 появляются идентичные по форме сигналы, которые в зависимости от соотношения постоянных времени датчиков 1 и 2 могут находиться либо в фазе, либо в проти0 вофазе. В первом случае под действием выходного сигнала элемента 15 срабатывает коммутатор 16. При этом выходной сигнал блока 3 вычитания поступает на вход автокомпенсатора 5 напряжения, минуя инвер5 тор 17, а на клемму питания блока 6 подается напряжение такой полярности, чтобы (с учетом инвертирования сигнала блоком 4) сформированный выходной сигнал блока 6 соответствовал разности (To-Ti), ja именно отрицательной полярн ости при

положительном напряжении на выходе за- датчика 8. .

Во втором случае коммутатор не срабатывает, выходной сигнал блока 3 инвертируется, а полярность сигнала на выходе блока б устанавливается соответствующей разности (ТтТо), а именно положительной при положительном сигнале на выходе блока 8,

В остальном работа устройства не От- личается от работы известного. На выходе элемента 10 сравнения появляется сигнал рассогласования, под действием которого исполнительный механизм 12 перемещает движок потенциометра обратной связи ин- тегро-дифференцирующего блока 4, при- ближая коэффициент его передачи по производной к значению, равному разности постоянных времени исследуемого и образцового датчиков. При достижении такого ра- венства исполнительный механизм останавливается,

Одновременно на выходе измерительно-преобразующего блока 6 формируется напряжение требуемой полярности и по величине пропорциональное разности посто;. янных времени термодатчиков 1 и 2, Полученное напряжение складывается в сумматоре 7 с напряжением задатчика 8, пропорциональным постоянной времени образцового датчика, в результате чего на- пряжение на выходе сумматора 7 оказывается пропорциональным искомой постоянной времени исследуемого датчика. Последнее фиксируется измерительным блоком 9.

Формула изобретения Устройство для определения постоянной времени термодатчиков по авт.св. № 1642273, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены первый и второй нуль-органы, элемент И, инвертор и коммутатор с двумя переключающими элементами, при этом выход интег- ро-дифференцирующего блока через первый нуль-орган соединен с первым входом элемента И, выход блока вычитания через второй нуль-орган соединен с вторым входом элемента И и через нормально замкнутые контакты первого переключающего элемента коммутатора и инвертор подключен к второму входу автокомпенсатора напряжения и к нормально разомкнутым контактам первого переключающего элемента коммутатора, соединенного управляющим входом с выходом элемента и; а клеммы питания положительной и отрицательной полярности измерительно-преобразующего блока соединены с его первым выводом соответственно через нормально замкнутый и нормально разомкнутый контакты второго переключающего элемента коммутатора.