УСТРОЙСТВО для БЕЗЫНЕРЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ Советский патент 1972 года по МПК G01K7/02 

Изобретение относится к измерению температур с помощью термопар и предназначено для измерения быстро меняющихся температур, например, в ядерной технике или авиации.

Известные устройства для безынерционного измерения температуры, содержащие два усилителя э.д.с. термопар, первый и второй сумматоры, причем первая термопара через первый усилитель э.д.с. термопары соединена с первыми входами обоих сумматоров, а вгорая термопара через второй усилитель э.д.с. термопар - со вторым входом первого сумматора, характеризуются значительной инерционностью и низкой точностью.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что оно снабжено дифференциаторами, третьим сумматором, двумя схемами выделения модуля, устройством умножения, устройством деления, нуль-органом и ключом, причем входы первого сумматора соединены со входами дифференциаторов, выходы дифференциаторов со входами третьего су.мматора, выход которого связан с первы.м входом ключа, выход первого сумматора подключен к входу первой схемы выделения модуля, выходы первой схемы выделения модуля через нульорган соединены с управляющим входом ключа и со входом «делимого устройства деления, выход ключа через вторую схему выделения .модуля - со входолг «делитель устройства деления, выход дифференциатора первой термопары и выход делительного устройства связаны со входами мнол ительного устройства и вход дифференциатора первой термопары соединен со входами второго сумматора.

Это позволяет повысить быстродействие и точность.

На чертеже представлена блок-схема иредлагаемого устройства для безынерционного измерения температуры.

Устройство содержит усилители 1 и 2 э.д.с. термопар, сумматоры 3, 4 и 5; дифференциаторы 5 и 7, схемы 8 II 9 выделения модуля, нульорган 10, ключ //, делительное устройство 12, множительное устройство 13.

Известно уравнение измерительной термопары

Ге Г, + /(Г,,

где - измеряемая температура среды или

поверхности;

Гт, -температура термопары; Т -первая производная температура

тер.мопары по времени; Л -показатель термической инерционности термопары, зависяи),п от условий теплообмена.

лообмена для них будут одинаковыми н для их уравнения

7V 7Vf/.i;

7с А1-|-71| Кп,

где TI и Гц - температура термопар, справедливо соотношение

..Ли п

K, где Л (постоянная величина).

При совместном решении уравнений получается следующая формула для определения температуры среды или поверхности по показаниям двух термопар:

T, Ti+AT K,

где

/( ATj - т ,,

А-постоянный коэффициент, который для данной пары термопар вычисляется заранее.

Величина К по физическому смыслу всегда ноложительна. Предлагаемое устройство производит вычисление температуры Т но этой формуле.

Сигнал с термопары TI подается через усилитель / на сумматор 3, дифференциатор 6 и сумматор 4. В дифференциаторе 6 одновременно производится умножение -первой производной сигнала TI на постоянный коэффициент Л. Сигнал Гц подается через усилитель 2 на сумматор 3 и дифференциатор 7.

Термопары включены так, что знаки сигналов TI и Гц противоположны. На выходе сумматора 3 получается разность сигналов двух термопар Гц-TI. После сумматора 3 сигнал подается на схему 8, которая обеспечивает устойчивость схемы деления. На выходе схемы выделения модуля сигнал равен (Ti-Tn).

На выходе дифференциатора 6 сигнал равен ATi и па выходе дифференциатора 7 сигпал равен (-Гц). С дифференциаторов 5 и 7

сигнал подается на сумматор 5, после которого сигнал равен -(ЛГJ-rjj), затем через ключ 11 - на схему 9, после которого сигнал равен (ЛГ| -r|j). После схемы 9 сигнал поступает на вход «делитель делительного устройства 12, на вход «делимое которого подается сигнал со схемы S. На выходе устройсгва

„ /TI-TII

/2 получается сигнал, равный I --,

ЛГ,-Г„

Этог сигнал подастся па один вход множптсльного устройства /.V. па второй вход которого поступает сигнал с усилптеля /. На выходе сумматора 4 получается сигнал, равный Т т

TI -|Л7J Ге и представляющий

TI -

собоп искомую температуру среды или поверхности в соответствии с формулой (1).

в предлагаемом устройстве нуль-орган 10 и ключ // служат для того, чтобы обеспечить некоторое значение сигнала на входе «делитель делительного устройства 12 в моменты равенства нулю (с приборной точностью разности (ЛГj-Г ) на выходе сумматора 5. Условие ЛГJ-rjj 0 имеет место, когда Г1 Гп соп81 (т.е. температура не меняется). Нуль-орган при этом не срабатывает, а ключ 11 открыт по входу II, на который подается

сигнал U(j. При достижении разности TI-Гц минимальной величины нуль-орган 10 срабатывает, а ключ открыт по входу I и закрыт по входу II.

Предмет изобретения

Устройство для безынерционного измерения температуры, содержащее два усилителя э.д.с. термопар, первый и второй сумматоры, причем

первая термопара через первый усилитель э.д.с. термопары соединена с первыми входами обоих сумматоров, а вторая термопара соединена через второй усилитель э.д.с. термопар со вторым входом первого сумматора, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, оно снабжено дифференциаторами, третьим сумматором, двумя схемами выделения модуля, устройством умножения, устройством деления, нуль-органом и

ключом, причем входы первого сумматора соединены со входами дифференциаторов, выходы дифференциаторов соединены со входами третьего сумматора, выход которого соединен с первым входом ключа, выход первого сумматора соединен со входом первой схемы выделения модуля, выходы первой схемы выделения модуля через нуль-орган соединены с управляющим входом ключа и со входом «делимого устройства деления, выход ключа соединеп через вторую схему выделения модуля со входом «делитель устройства деления, выход дифференциатора первой термопары и выход делительного устройства соединены со входами множительного устройства и вход

дифференциатора первой термопары соединен со входами второго сумматора.