Устройство для измерения температуры Советский патент 1979 года по МПК G01K7/20 G01K7/32 

1

Изобретение относится к области измерения температуры и может найти применение при точных измерениях температуры с представлением результатов в цифровой форме.

Известно устройство для измерения температуры, построенное по принципу времяимпульсного преобразования . Устройство содержит термопреобразователь, усилитель, нуль-орган, ключ, генератор тактовых импульсов, счетчик импульсов, блок цифрового отсчета, функциональный генератор.

Недостатками этого устройства являются низкие помехоустойчивость и точность.

Наиболее точными и помехоустойчивыми являются цифровые приборы интегрирующего время-импульсного преобразования.

Из известных устройств наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения температуры, содержащее последовательно соединенные термопреобразователь, усилитель, два переключателя тактов, интегратор, нуль-орган и ключ, соединяющий генератор тактовых импульсов со счетчиком и блоком цифрового отсчета, причем параллельно конденсатору интегратора через второй переключатель тактов включен резистор 2.

Недостатком известного устройства является низкая точность, так как подстройка времени интегрирования под период помехи приводит к возникновению существенных погрешностей измерения.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Для достижения этой дели в устройство, содерл ащее термопреобразователь, усилитель, первый переключатель тактов, интегратор, в котором параллельно конденсатору через второй переключатель такта подключен резистор, нуль-орган и ключ, соединяющий генератор тактовых импульсов со счетчиком и блоком цифрового отсчета, .а также блок управления и источник опорного напряжения, введены дополнительные синфазный первому переключатель тактов и интегратор, при этом вход интегратора через дополнительный переключатель тактов соединен с источником опорного напряжения, а выход - с входом нуль-органа.

На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения температуры.

Устройство содержит соединенные последовательно термопреобразователь 1, усилитель 2, первый переключатель 3 тактов, интегратор 4 с резистором 5, нуль-орган 6, ключ 7, соединяющий генератор 8 тактовых импульсов со счетчиком 9 и блоком 10 цифрового отсчета, причем паралельно конденсатору 11 интегратора через второй переключатель 12 тактов включены резистор 13, а также интегратор 14, вход которого через переключатель 15 тактов подключен к источнику 16 опорного напряжения, а выход- к второму входу нуль-органа через резистор 17, при этом все ключи соединены с блоком управления 18. Устройство работает следующим образом. В первом такте переключатели тактов 3 и 15 замкнуты, а переключатель 12 разомкнут. За интервал времени 7„ заряжаются конденсаторы И и 19 от напряжения U( и t/|. соответственно, где iLe -напряжение термопреобразователя после усиления и вычитания постоянных, не зависимых от температуры членов его интерполяционного управления; К - коэффициент усиления усилителя 2; UH - напряжение источника; в - температура; t/i, Т - постоянные коэффициента. Знаки плюс и минус перед членом в/Г соответствуют монотонно возрастающей и монотонно убывающей характеристикам термопреобразователей. Выходные напряжения интеграторов 4 и 14 в конце первого такта определяются соответствующими выражениями . U, -UJ,IR,C,,-(1) .(2) Во втором такте переключатели 3 и 15 размыкаются, а переключатель 12 замыкается. Конденсатор 11 разряжается через резистор 13. Разряд осуществляется по экспоненциальному закону до напряжения УНВ момент равенства Из и Uu происходит разряд конденсатора 19 до нуля. Время разряда конденсатора И определяется выражениемTe R,,C,,lnU,IU.(3) Заполняя интервал времени Те импульсами от генератора 7 с учетом выражений (1) и (2), имеем ДГf D П In 1 Л/е /оХ,з(-11 Ш --- fuRi CiiВыполняя условие Г, выражение (4) принимает вид Ns A+e,(5) ,,1п илСп постоянный коэффициент. Как видно из выражения (4), изменение Г„ вследствие подстройки времени интегрирования под период помехи не влияет на точность измерения. При обеспечении высокой помехоустойчивости в известном устройстве, т. е. при подстройке Гц под период помехи, погрещность измерения определяется диапазоном изменения Тц и может достигать единиц процента. Предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения при обеспечении высокой помехоустойчивости. Кроме того, устройство значительно проще известных устройств аналогичного назначения. Формула изобретения Устройство для измерения температуры, содержащее термопреобразователь, усилитель, первый переключатель тактов, интегратор, в котором параллельно конденсатору через второй переключатель тактов подключен резистор, нуль-орган и ключ, соединяющий генератор тактовых импульсов со счетчиком и блоком цифрового отсчета, а также блок управления и источник опорного напряжения, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности измерения, в него введены дополнительные синфазный Первому переключатель тактов и интегратор, при этом вход интегратора через дополнительный переключатель тактов соединен с источником опорного напряжения, а выход - с входом нуль-органа. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Зорий В. И. и др. Известия ВУЗов. Приборостроение, 1976, № 7, с. 112-116. 2.Семенов Б. Ф. Цифровой термометр с линейной щкалой. Труды МЭИ, вып. 254, с. 136-137.