Устройство для измерения показателя тепловой инерции термопары Советский патент 1979 года по МПК G01K15/00 

Изобретение относится к области температурных измерений, а именно к цифровым устройствам для измерения показателя тепловой инерции термопары. Известно уст1Х)йство для измерения показателя тепловой инерции термопреобразователей, содержащее усилитель, корректирующее звено, делитель, сумматор, ждущий мультивибратор, счетчик импульсов II. Однако низкая помехозащищенность устройства, обусловленная применением в нем корректирующего звена дифферешшрующего типа, приводит к возрастанию щумов на выходе устройства И снижению ТОЧНОСТИ, Известно Щ1фровое устройство для измерения показателя тепловой инерции термопреобразовате лей, содержащее усшштель, соединенный через переключатель со схемой сравнения, делитель напряжения, генератор счетных импульсов, счетчик импульсов, ИСТОЧНИК нагрева термодатчика 2. В этом устройстве термопреобразователь нагревается током от источника нагрева, после нагрева термодатчик остывает, его выходной сигнал меняется по экспоненциальному закону. Показатель тепловой инерции определяется по параметрам экспоненты. Недостатком устройства яршяется низкая поме хозащищенность. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является цифровое устройство для измерения температуры, работающее по принципу ДВОЙНОГО интегрировакия, содержащее последовательно соединенные усилитель, переключатель тактов, интегратор, нуль-орган и ключ, генератор счетных импульсов, соеданенный с ключом, счетчик импульсов, ИСТОЧНИК опорного напряжения, соединенный с переключателем 3. При измерении показателя тепловой инерщш ЭТИМ устройством показатель тепловой инерции определяется путем снятия кривой охлаждения термопары после ее нагрева с последующей обработкой результатов измерения. Целью изобретения является 1К)выщение точности измерения. Достигается это тем, что в устройство введены масштабный резистор, соединяющий выход усилителя с переключателем тактов, дополнительный счетчик импульсов, соединенный через дополнительный ключ с генератором счетных импульсов, схема сравнения и распределитель импульсов, вход которого соединен с ключом, а выходы через , реверсивный счетчик импульсов и счетчик импуль- сов соединены с входами схемы сравнения, выход которой соединен с управляющим входом дополнительного ключа.

На фиг. I представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временная зависимость выходного на(пряжения усилителя.

Устройство содержит источник 1 нагрева термопары, соединенный через переключатель 2 с входом усилителя 3, переключатель тактов 4, интегратор 5, нуль-орган 6, ключ 7, генератор 8 счетных импульсов, источник 9 опорного напряжения, сое диненный через резистор 10 с переключателем тактов, масштабный резистор 11, счетчик импульсов 12, дополнительный ключ 13, дополнительный счетчик импу5 ьсов 14, отсчетное устройство-15, реверсивный счетчик импульсов 16,схема сравнения 17, распределитель импульсов 18, блок управления 19.

Устройство работает следующим образом.

К входу устройства подключается исследуемая термопара, которая находится в среде с определенной температурой. Переключатель 2 устанавливается в положение Измерение (И). Производится измерение температуры среды. В первом цикле измерения через замкнутый (положение а} нереключатель тактов 4 происходит заряд емкосги интегратора в течении 20 мс. По сигналу из блока управления переключатель тактов переводится в положение б, и происходат разряд ковденсатора интегратора. Когда заряд ковденсатора становится {)ным нулю, срабатывает нуль-орган и результат измерения, соответствующий Ui, заносится в реверсивный счетчик импульсов 16„ Во втором цикле через масштабный резистор 11 и замкнутьш в положение в переключатель тактов 4 п{зоисходит заряд емкости интегратора в течении 20 мс. По сигналу из блока управления переютзочатель тактов переводится в положение б и происходит разряд конденсатора интегратора. В реверсивный счетчик по реверсивному входу заносится показание, соответствующее Ui/e. Третий цикл измерения проводится после скачка темпера уры.. Термопара подключается к источнику 1 нагрша термопары, который при помоищ тока радагревает термопару до некоторой температуры, превышающей температуру среды.

После нагрева шреклгочатель тактов 4 переводится Б шложе1ше в, происходит заряд ковденсатора в течешш 20 мс. По сйпгапу из блока управления переключатеяь тактов nepesossica в положение б н происходит разряд конденсатаpa. Результат измерения заносится в реверсивный счетчик. В результате этих измерений в реверсивный счетчик занесено число пропорш1онапьное величине Ui + (U2-Ui)/e.

Следующие циклы измерений проводятся при положении переключателя тактов 4 в положение а для заряда конденсатора интегратора и в положение б для заноса измерений в счетчик импульсов 12. Эти циклы измерения повторяются до тех пор, пока показания счетчиков 12 и 16 станут равными и сработает схема сравнения 17. Интервал времени т от начала четвертого цикла до момента срабатьтания схемы сравнения заполняется импульсами с генератора 8 счетных импульсов, поступающих через дополнительный ключ 13 в дополнительный счетчик 14, Результат измерения фиксируется в отсчетном устройстве 15.

Устройство позволяет с высокой точностью измерить тепловую инертность термопары в условиях непосредственной работы термопары по месту ее установки без демонтажа в различных средах и при различных температурах.

Формула изобретения

- Устройство для измерения показателя тепловой инерции термопары, содержащее последовательно соединенные усилитель, переключатель тактов, интегратор, нуль-орган и ключ, генератор счетных импульсов, соединенный с ключом, счетчик импульсов, источник опорного напряжения, соединенный с переключателем тактов,, источник нагрева термо иары, соединенный через переключатель с входом усилителя.бпок управления,о тличающееся тем, что, с цеяью повьпиения точности измерения, в него введены масштабный резистор, соединяющий выход ушлителя с переключателем тактов, дополнительный счетчик импульсов, соединенный через дополнительный ключ с генерат« ром счетных импульсов, реверсивный счетчик импульсов, схема сравнения и распределитель импульсов, вход , которого соединен с ключом, а выходы через ре- , версшньш счетчик импульсови счетчик импульсов соединены с входами схемы сравнения, выход которой соединен с управляющим входом дополнительного ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР N 300783, кл. G О К 7/14, 1970.

2.Патент США № 3759083, кл. 73-IF, 1973.

3.Заявка N 2322636, кл. G 01 К 7/02, 1975, по которой принято решение о выдаче ааторского свидетельства. ,-Й