ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО для МНОГОТОЧЕЧНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ Советский патент 1973 года по МПК G01K7/13 

1

Изобретение относится к цифровой измерительной технике, в частности к измерению температуры с помощью термопар с компенсацией их холодных спаев.

Известны цифровые устройства для многоточечного измерения темнературы, содержащие термопары, подключенные через коммутатор к компенсационному мосту, стабилизированный источник питания моста, измерительный блок, блок индикации результатов измерений, блок линеаризации и блок управления.

Компенсационный мост служит для компенсации изменений э.д.с. термопар при отключении температуры холодных спаев от 0°С, при которой они должны находиться. Но эта схема не обеспечивает требуемой точности компенсации э.д.с. холодных снаев, так как она не учитывает разброса характеристик термопар. По ГОСТ 3044-61 разброс значеВИЙ э.д.с для хромелькопелевых термопар может достигать ±0,2 мв в диапазоне температур от -50 до +300°С, что составляет погрешность измерения ±3°С. Поэтому для повышения точности компенсации э.д.с. холодных спаев необходимо учитывать разброс характеристик термопар.

В связи с этим предлагаемое устройство снабжено дискретной цепью резисторов, включенной последовательно с мостом, блоком управления указанной дискретной цепью, блоком памяти значений э.д.с. каждой термопары, соответствующих заданной температуре холодных спаев, например 20°С, и блоком автоматического переноса этих значений в схему управления дискретной цепью резисторов, подключенным к блоку управления устройства.

На фиг. 1 показана принципиальная схема описываемого устройства; на фиг. 2 - характеристики термопар до и после компенсации. Устройство содержит термопары 1, переходную коробку 2, коммутатор термопар 3, компенсационный мост 4 с медным сопротивлением 5 в одном из его плеч, стабилизированный источник постоянного тока 6 для питания моста, измеритель э.д.с. 7, блок линеаризации 8, блок управления 9, дискретную цепь резисторов 10, блок управления II дискретной цепью резисторов 10, блок памяти 12, блок переноса 13 чисел из памяти в блок управления 11, блок индикации результатов измерений 14.

Устройство работает следующим образом. По результатам аттестации термопар значений их э.д.с. при температуре Го кодируются в двоичном коде и вводятся в блок памяти 12.

По команде блока управления 9 через коммутатор 3 подключается первая термопара и из блока памяти 12 считывается число в двоичном коде, равное э.д.с. первой термопары нри температуре TQ, снятой при ее аттестации.

Это число заносится в блок управления 11, который переключает резисторы дискретной цепи 10 таким образом, что выходное напряжение моста комненсации 4 равно э.д.с. холодных спаев первой термопары при номинальной температуре холодных спаев TQ. Э.д.с., создаваемая термопарой из-за разности температуры в переходной коробке, равной температуре окружающей среды и температуры То, компенсируется за счет изменения медного сопротивления моста компенсации. Алгебраическую сумму напряжений, снимаемых с термопары и компенсационного моста, измеряют измерителем э.д.с. 7. Результат измерения подают в блок линеаризации 8, а после линеаризации- в блок индикации 14.

После получения результата измерения на вход устройства подключают вторую термопару и все операции повторяют.

Работу устройства на примере двух термопар поясняет фиг. 2. На ней представлены характеристики термопар и моста компенсации, где 1 это характеристика первой термонары, холодные спаи которой находятся при 0°С и 2 -характеристика второй термопары, холодные спаи которой находятся при 0°С. Характеристики 1 и 2 получены при аттестации термопар.

la, 2а - характеристики первой и второй термопары, холодные спаи которых находятся при температуре Го.

В памяти хранятся значения э.д.с. термопар 1 и 2 при температуре То в двоичном коде.

При считывании их из памяти и коммутации дискретной цепи резисторов, выходные характеристики моста компенсации соответственно будут для первой термопары 3, для второй - 4.

После алгебраического сложения напряжения, снимаемого с моста компенсации, и э.д.с. соответствующих термопар, характеристики 1 а и 2с сместятся влево и совпадут с характеристиками 1 и 2, снятыми при температуре холодных спаев, равной 0°С. Напряжение, снимаемое с термопар, включенных последовательно с мостом компенсации, при наличии предлагаемых дополнительных блоков после

линеаризации будет Прямо пропорционально температуре рабочих спаев термопар.

Таким образом, наличие индивидуальной компенсации э.д.с. холодных спаев для каждой термопары позволяет повысить точность

измерения. Точность измерения температуры в диапазоне от -50°С до -f ШО°С для каждой точки не ниже 0,5%.

Предмет изобретения

Цифровое устройство для многоточечного измерения температуры, содержащее термопа-ры, подключенные через коммутатор к компенсационному мосту, стабилизированный источник питания моста, измерительный блок, блок индикации результатов измерений, блок линеаризации и блок управления, отличающееся тем, что, с целью повьпнения точности, оно снабжено дискретной цепью резисторов, включенной последовательно с мостом, блоком управления указанной дискретной цепью, блоком памяти значений э.д.с. каждой термопары, соответствующих заданной температуре холодных спаев, например 20°С, и блоком автоматического переноса этих значений в схему управления дискретной цепью резисторов, подключенным к блоку управления устройства.