УСТРОЙСТВО для ТЕЛЕИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ Советский патент 1972 года по МПК G05D23/24 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения температуры жидкостей, в частности морской воды.

Известные устройства для измерения температуры, использующие платиновые или медные термометры сопротивления в качестве датчиков, в которых параметр датчика преобразуют в аналоговый электрический сигнал, временной интервал или цифровой код, имеют ряд недостатков, основным из них является погрешность от воздействия на датчик иеизмеряемых параметров, сложность аппа:ратуры, низкая надежность и значительное потребление энергии.

Целью описываемого изобретения является упрощение дистагщионной аппаратуры, уменьшение ее объема и потребления энергии, увеличение точности и надежности.

Эта цель достигается путем использования в дистанционном блоке линейных датчиков температуры с разными коэффициентами чувствительности и коммутатора на выходе линии связи, а в пункте сбора - источника напряжения постоянного уровня, делителя напряжения, образцового резистора, блока совпадения двух напряжений, триггера, генератора опорной частоты, управляемого вентиля, двоичного счетчика и блока управления.

Структурная схема описываемого устройства представлена на чертеже.

Датчики температуры / и 2 (платиновые тер.мометры сопротивления) установлены в выносном блоке, служащем для дистанционного измерения температуры.

Источник напряжения 3 постоянного образцового уровня подключен к делителю напряжения на резисторах 4, 5; опорный уровень напряжения с выхода делителя поступает на первый вход блока совпадения 6. Зарядный конденсатор 7 одним выводом подключен к выходу источника напряжения 3, а вторым выводом - ко второму входу блока совпадения 6 и

через переключатель 8 в положении «а соединяется с разрядным резистором 9, в положении «в - со входом линии связи 10, а в положении «с - с образцовым резистором 11. Выход б.юка совпадения 6 соединен со входом

установки в нуль триггера 12, управляющего вентилем 13, через который сигнал опорной частоты от генератора 14 поступает на вход двоичного счетчика 15. Выход линии 10 соединен с блоком коммутации 16, который управляет переключателем 17. Блок управления 18 предназначен для выдачи сигналов на триггер 12, счетчик 15 и переключатель 8.

Устройство работает следующим образом. В начальный момент времени ключи 8 и 17

разряжен, триггер 12 и счетчик 15 находятся в нулевом состоянии, вентиль 13 закрыт. Блок управления 18 вырабатывает сигналы, устанавливающие ключ 8 в положение «а и триггер 12 в единичное состояние. От источника напряжения 3 перепад образцового напряжения поступает на заряд конденсатора 7 по цепочке: конденсатор - ЛИния связи - датчик. В единичном состоянии триггер 12 открывает вентиль 13, через который сигнал опорной частоты от генератора 14 поступает на вход счетчика 15. На входе линии связи образуется сигнал переходного процесса, который определяется величиной зарядной емкости, сопротнвлением линии и сопротивление.м одного из датчиков, например /. Этот сигнал поступает на плечо блока совпадения 6, на второе плечо которого подается опорный уровень, образуемый на делителе 4, 5. В момент равенства напряжений на входах блока совпадения 6 последний вырабатывает сигнал совпадения, устанавливающий триггер }2 в нулевое состояние. При этом вентиль 13 открывается и прекращается постзпление сигнала опорной частоты от генератора J4 на вход счетчика 15. На счетчике устанавливается двоичный код, соответствующий временному интервалу ti переходного процесса с датчиком /.

Импульс совпадения от блока 6 поступает также в блок управления 18, который вырабатывает сигнал коммутации ключа 8 в положение «а, достаточное для разряда конденсатора 7 через резистор 9.

От начального момента вре.мени до момента совпадения сигнала переходного процесса с опорным уровнем блок коммутации 16 воспринимает и.мпульс, по оконча.нии которого им осуществляется коммутация ключа 17 в положение «9. Устройство приходит в исходное состояние. Аналогичным образом производится отсчет второго временного интервала г-. при подключении датчика 2 и третьего временного интервала тз при подключении образцового резистора 11.

Значение измеряемой температуры вычисляется но формуле:

I Г-,, Т2-T

где/, Го - значения сопротивлений датчиков при температуре 0°С; К, К -коэффициенты чувствительности датчиков; /о - сопротивление образцового резистора //.

В случае, если используют образцовый конденсатор 7, то для определения измеряемой

температуры достаточно двух отсчетов Т и Т2 и рещения уравнения:

(Л-/-,) - ffff

Clny.

Аз-Ai

где С-величина емкости конденсатора

7; Y - коэффициент деления делителя 4, 5.

Достоинством устройства является то, что сопротивление линии связи, значения иапряжений постоянного и опорного уровней, величина емкости и коэффициента деления делителя напряжения не входят в результат измерения. Следовательно, к этим параметрам не предъявляются требования стабильности за

время, больщее, чем время однократного измерения. Исключается также погрешность от воздействия сопутствующих неизмеряемых нара метров, например давления. В случае малого влияния неизмеряемых нара.метов используют только один датчик, вы.ход линии связи коммутируют на датчик при вычислении измеряемого параметра принимают равным нулю.

С целью упрощения вычислений выход лиНИИ связи можно коммутировать иа датчик и иа образцовый резистор с сопротивлением, равным сопротивлению датчика в начале диапазона измерения.

Предмет изобретения

Устройство для телеизмерения температуры, содержап ее датчики температуры и источник напряжения постоянного уровня, отличающееся тем, что, с целью уменьшения потребляемой энергии и повышения точности измерений, оно содержит делитель напряжения, блок совпадения, зарядный конденсатор, разрядный резистор, переключатель, образцовый резистор, триггер, вентиль, генератор опорной частоты, двоичный счетчик и блок правления, при этом выход источника напряжения ностоянного уровня соединен с делителем напряжения, одним выводом разрядного резистора и одним выводом зарядного конденсатора, второй вывод которого соединен с одним из входов блока совпадения и через переключатель со вторы.м выводом разрядного резистора, средняя точка делителя напряжения подключена ко второму входу блока совпадения, выход которого подключен ко входу триггера и входу блока управления, выход триггера соединен с управляющим входом вентиля, второй вход которого подключен к выходу генератора опорной частоты, а выход соединен со входом

двоичного счетчика.

r

D--.

„.j ,

10

......Н

t . r, 5-2 r.