Устройство нормализации сигналов термопар Советский патент 1977 года по МПК G01K7/02 G01D5/12 G05D23/22 

1

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в устройствах коммутации, нормализации и преобразования сигналов датчиков температуры.

Известны устройства для автоматического контроля и измерения температуры, которые содержат термопары и коммутатор 1. Введение в устройства мостовой схемы позволяет осуществить частичную нормализацию сигналов термопар за счет компенсации влияния ЭДС холодных спаев. Однако полной нормализации сигналов термопар в таких устройствах достичь не удается.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для нормализации сигналов термопар, содержащее термопары, подключенные к последовательно соединенным блокам фильтров, коммутатору, мосту компенсации ЭДС холодных спаев термопар и второму коммутатору 2.

Наличие в измерительных каналах существенных продольных и поперечных помех, а также отсутствие магнитной и емкостной развязки приводит к снижению точности работы этого устройства.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

Это достигается тем, что в предлагаемое устройство чведены блоки нормализации

ЭДС горячих спаев термопар, блок запоминающих конденсаторов и кросс. Входы блоков нормализации ЭДС горячих спаев термопар подключены к выходам блоков фильтров, а выходы - к выходам первого коммутатора. Вход и выход блока запоминающих конденсаторов подключены соответственно к выходу и входу первого коммутатора. Вход кросса подключен к выходу первого коммутатора, а выход через делитель напряжения к измерительной диагонали моста.

Блоки нормализации ЭДС горячих спаев термопар представляют собой резисторные цепочки с включенными параллельно двумя резисторами с постоянным и переменным сопротивлениями и последовательно подключенным к ним одним резистором с постоянным сопротивлением.

Такое устройство позволяет существенно снизить продольные и поперечные помехи, а также осуществить в измерительных каналах термопар гальваническую, емкостную и магнитную развязку.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство для нормализации сигналов термопар содержит термопары Ii-U, подключенные к входам блоков фильтров . Выходы блоков 2i-2ft подключены к входам блоков нормализации ЭДС горячих спаев термопар 3i-3fe. Минусовые клеммы блоков 3i-Эй подключены к первым, а плюсовые к вторым входам первого коммутатора 4. Входом а и выходом б коммутатор 4 подключен соответственно к выходу и входу блока запоминаю- 5 щих конденсаторов 5. Первые выходы коммутатора 4, соответствуюп1,ие его минусовым входам, объединены и подключены к минусовому выходу устройства, а вторые выходы коммутатора 4, соответствующие его плюсо- 10 вым входам, подключены к входам кросса 6. Выходы кросса 6 подключены к входам мостовой схемы 1 компенсации ЭДС холодных спаев термопар, представляющих собой входы делителя 8 напряжения, который включен 15 в измерительную диагональ моста 9. Точка соединения вторых выводов делителя напряжения и измерительной диагонали моста подключена к входу второго коммутатора 10, выход которого подключен к плюсовому вы- 20 ходу устройства. Устройство для нормализации сигналов термопар работает следующим образом. С выходов термопар на входы блоков 2i-2fe непрерывно поступают сигналы в виде 25 разности ЭДС горячих и холодных спаев термопар. В блоках 2i-2 эти сигналы фильтруются от поперечных помех и направляются в блоки нормализации ЭДС горячих спаев термопар. В этих блоках происходит слежение 30 нормализованной разности ЭДС горячих и холодных спаев термопар и напряжения компенсации ЭДС холодных спаев термопар, которое приводит к нормализации ЭДС горячих спаев термопар. Такая нормализация стано- 35 вится возможной, если ввести в устройство блок запоминающих конденсаторов. Благодаря тому, что каждый конденсатор этого блока параллельно подключен к минусовому и плюсовому выходам блока фильтров, степень 40 подавления поперечных помех повышается. Одновременно каждый запоминающий конденсатор заряжается до истинного значения нормализованной р.азности ЭДС горячих и холодных спаев термопар. Нормализация этой 45 разности достигается путем соответствующих перекроссировок в кроссе и подключений его выходов к входам мостовой схемы компенсации ЭДС холодных спаев термопар через делитель напряжения, который включен в изме.рительную диагональ моста. Это позволяет осуществить гальваническую и магнитную развязку измерительных каналов устройства при одновременном подавлении поперечных и продольных помех уровнем до 140 дб. Формула изобретения 1. Устройство для нормализации сигналов термопар, содержащее термопары, подключенные к последовательно соединенным блокам фильтров, коммутатору, мосту компенсации ЭДС холодных спаев термопар и второму коммутатору, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены блоки нормализации ЭДС горячих спаев термопар, входы которых подключены к выходам блоков фильтров, а выходы к входам первого коммутатора, блок запоминающих конденсаторов, подключенный своими входом и выходом соответственно к выходу и входу первого коммутатора, и кросс, вход которого подключен к выходу первого коммутатора, а выход через делитель напряжения к измерительной диагонали моста. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блоки нормализации ЭДС горячих спаев термопар выполнены в виде резисторных цепочек с включенными параллельно двумя резисторами с постоянным и переменным сопротивлениями и последовательно подключенным к ним одним резистором с постоянным сопротивлением. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Проверка приборов для тепловых и температурных измерений. Изд. Комитета стандартов. М., 1965, с. 252. 2.Шенброт И. М. Машины цептрализованного контроля. «Энергия М.-Л., 1966, с. 7-31.