Устройство для измерения и регулирования температуры Советский патент 1979 года по МПК G01K7/00 

I

Изобретение относится к устройствам для измерения и регулирования температуры и может использовать в многоканальных цифровых информационно-измерительных системах, например, для измерения температуры в различных точках при лабораторных испытаниях холодильников.

Известно устройство для измерения температуры, содержащее термопары, магнитные модуляторы, два входных фильтра, двухфазный генератор, опорный генератор, выходной фильтр модулятора, генератор линейного тока, демодулятор, нуль-орган, коммутатор, счетчик импульсов, ключи, элемент задержки, регистры и индикаторы 1.

Однако это устройство имеет низкие быстродействие и стабильность.

Наиболее.близким техническим решением к данному изобретению является устройство для измерения и регулирования температуры, содержащее цифровой индикатор и последовательно соединенные термопару, преобразователь термо-ЭДС, аналого-цифровой преобразователь 2.

Однако точность измерения с помощью этого устройства снижается из-за нелинейности термопары.

Целью изобретения является повышение точности устройства.

Это достигается тем, что в предлагаемое устройство введены сдвиговый регистр и последовательно соединенные блок формирования коэффициентов, преобразователь параллельного кода в последовательный, вычислительный блок и преобразователь последовательного кода в параллельный, управляющие Бходы которых соединены с соответствующими выходами сдвигового регистра, причем первый информационный вход

6viOKa формирования коэффициентов и второй информационный вход преобразователя параллельного кода в последовательный соединены с выходом аналого-цифрового преобразователя, а выход преобразователя последовательного кода в параллельный подключен ко входу цифрового индикатора.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 показан принцип его работы.

Устройство содержит последовательно соединенные термопару 1, преобразователь термо-ЭДС 2 и аналого-цифровой преобразователь 3, блок формирования коэффициентов 4, преобразователь параллельного кода в последовательный 5, вычислительный блок 6, преобразователь последовательного кода в параллельный 7 и цифровой индикатор 8, причем к управляющим входам блока формирования коэффициентов 4, преобразователя параллельного кода в -последовательный 5, вычислительного блока 6 и преобразователя последовательного кода в параллельный 7 подключены соответствующие выходы сдвигового регистра 9, а второй информационный вход преобразователя параллельного, кода в последовательный 5 подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя 3.

Устройство работает следующим образом

Термо-ЭДС термопары 1 преобразуется к нормированному сигналу постоянного тока преобразователя термо-ЭДС 2, с выхода которого сигнал поступает на вход аналогоцифрового преобразователя 3. Снижение погрещности нелинейности термопары осуществляется методом кусочно-линейной аппроксимации, который заключается в замене нелинейной градуировочной характеристики термопары ломаной линией, для каждого прямолинейного участка которой определяется коэффициент наклона А и коэффициент смещения В. Значение температуры Т определяется по выражению Г ХЛ+В.

Расчет кусочно-линейной аппроксимации может быть выполнец на ЭВМ, причем расчет длины и координат концов прямолинейных участков производится для заданного значения модуля максимального отклонения аппроксимирующей ломаной линии от действительной градуировочной кривой.

Значение термо-ЭДС, выраженное в двоично-десятичном коде, поступает с выхода аналого-цифрового преобразователя 3 на блок формирования коэффициентов 4, которое анализирует значение термо-ЭДС, определяет диапазон, в котором это значение находится, и на основании анализа формирует коэффициенты наклона Л и смещения В, Значение термо-ЭДС, выраженное в двоичнодесятичном коде, поступает с выхода аналого-цифрового преобразователя 3 через преобразователь параллельного кода в последовательный 5 на вход вычислительного блока 6.

Сдвиговый регистр 9 вырабатывает сигналы для выполнения операции умножения значения термо-ЭДС на значение коэффициента наклона А, поступающее на вычислительный блок 6 через преобразователь параллельного кодав последовательный 5. Затем по сигналу сдвигового регистра 9 вычислительный блок 6 производит сложение результата умножения с коэффициентом В. Результат сложения выводится на цифровой индикатор 8 через преобразователь последовательного кода в параллельный.

Таким образом, удается снизить погрещность нелинейности термопары. Алгоритм работы устройства, в состав которого вводят блок формирования коэффициентов 4, преобразователь параллельного кода в последовательный 5, вычислительный блок 6, преобразователь последовательного кода в параллельный 7 и сдвиговый регистр 9, представлен на фиг. 2.

Таким образом, предлагаемое устройство, в отличие от прототипа, дает возможность повыщения точности измерения температуры с помощью снижения погрещности нелинейности характеристики термопары.

Снижение погрещности нелинейности характеристики термопары достигается за счет реализации в предложенном устройстве кусочно-линейной аппроксимации характеристики термопары при сохранении автоматизации измерений и достаточно высоком быст родействии.

Формула изобретения

Устройство для измерения и регулирования температуры, содержащее цифровой индикатор и последовательно соединенные тер0 мопару, преобразователь термо-ЗДС и аналого-цифровой преобразователь, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности устройства, в него введены сдвиговый регистр и последовательно соединенные блок

J формирования коэффициентов, преобразователь параллельного кода в последовательный, вычислительный блок и преобразователь последовательного кода в параллельный, управляющие входы которых соединены с соответствующими выходами сдвиго) вого регистра, причем первый информационный вход блока формирования коэффициентов и второй информационный вход -преобразователя параллельного кода в последовательный соединены с выходом аналогоj циф-рового преобразователя, а выход преобразователя пocлeдoвaтev ьнoгo кода в параллельный подключен ко входу цифрового индикатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

O 1. Сердюк В. А., Харазов К. И., Травин В. К. Многоканальный цифровой измеритель температуры «Приборы и системы управления, 1977, № 1, с. 41.

2. Певзнер Г. С. Цветков Э. И., Подиков Н. Б. Агрегатый комплекс средств электро-измерительной техники. Труды сВНИИЭП. 1975, с. 3 (прототип.

8

С

Начамо

т-Е АП+ВП

7

Нет

Г xAj-i-B,