Устройство для измерения меняющихся температур Советский патент 1979 года по МПК G01K3/10 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МЕНЯЮЩИХСЯ ТЕМПЕРАТУР

Изобретение касается теплотехнических измерений и может быть использовано в систетлах автоматическо го контрапя и управления теплотехническими процессами, в частности при. измерении меняюнщхся температур газовых потоков в нестационарных уе ВИЯХ теплообмена. Известно устройство для измерени нестационарных температур с последовательной коррекцией инерционности термодатчиков, содержащее последовательно включенные термодатчик с усилителем, дифференциатор, усилитель с управляемьш коэффициентом ус пеккя и сумматор. Однако это устройство не обеспечивает требуемой точности измерения Наиболее близким по технической сущности к прёдложеннся-iy является устройство для измерения меняющихся температур, содержащее термопреобразователь с предварительным усилителем, вход которого подключен соответственно к первому входу сумматора .и через корректирующую цепь, вк.пючающую последовательно включенные ак тивный дифференциатор и операционный усилитель с управляемым резистором, и контур настройки цепи коррекции состоящий из дифференцирующего эвена, логарифмического усилителя и диф.Ференциатора 1. Недостатком устройства является низкая точность измерения,-Обусловленная тем,;что контур подстройки цепи коррекции содержит усилитель с передаточной характеристикой натурашьного логарифма, регшизащия которой в лучших образце усилителей .необеспечивает погрешности ниже 3-5%. При этом указанная точность достигается за счет значительного усложнения самой схемы усилителя. Цель изобретения - повышение точности измерения меняющихся температур. Это достигается за счет того, что в устройствъ для измерения меняющихся температур введены интегратор, схема сравнения, триггер, пиковый детектор с автоматическим сбросом и делителем, выход которого подключен к первому входу схеь« сравнения н входу интегратора по сбросу аналогового сигнала. Вход пикового детектора соединен с выходом активного дифференциатора, входом схеj j сравнения и .первым входом триггера, второй вход которого подк.гпочеи к выходу схемы сравнения, а его выход через интегратор подключен к управляемому резистору, На чертеже изображена структурная схема устройства. Схема содержит термопреобразователь 1, предварительный усилитель 2, активный дифференциатор 3, контур настройки 4 с пиковым детектором 5 с автоматическим сбросом и делителем на сопротивлениях к и К у. , схемой сравнения б, триггером 7 и интегратором 8 время-аналог, цепь коррекции 9 с операционным усилителем и управляемым резистором 10, сумматор 11 и ре.гистрирующее устройство 12. Принцип действия устройства заключается в определении текущего значения показателя тепловой инерции термодатчика с помощью контура настройки, преобразовании показателя в управляющий сигнал для воздействия на корректирующую цепь и в о беспечении изменения коэффициента усиле ния усилителя пропорционально измене нию значения показателя. Напряжение с выхода термЬобразова теля 1 после предварительного усиления усилителем 2 поступает на первый вход С5/мматора 11 и на цепь коррекции 9.С выхода цепи коррекции,постоя ная времени которой изменяется сигналом, вырабатываемым контуром настройки 4, напряжение поступает на второй вход сумматора 11. С выхода сумматора напряжение кoppekтиps oIцeгo сигнала термопреобразователя, соответствующее значению измеряемой меня ющейся температуры, поступает на регистрирующее устройство 12. Определе ние контуром подстройки показателя тепловой инерции термодатчика осуществляется следующим образом. При воздействии нарастающего скачка температуры на термопреобразователь сигнал с его выхода, предварительно уси ленный усилителем 2, дифференцируется активным дифференциатором 3. Навыходе дифференциатора 3, обладеиощего постоянной времени намного мень шей постоянной времени термодатчика, . образуется затухающее напряжение, которое поступает на вход пикового детектора 5 с автоматическим сбросом а на. его выходе принимает вид линейной зависимости от сохраняет значени до момента прихода следующего продиф ференцированного сигнала термодатчика. Затем напряжения с выхода пиково го детектора 5 и с резистивного дели теля R и R2 поступают одновременно соответственно на первый и второй входы схемы сравнения, которая в момент равенства напряжений срабатывает и воздействует на второй вход три гера, возвращая последний в нулевое состояние. Перевод триггера в единичное состояние соответствует моенту воздействия переднего фронта продифференцированного сигнала термодатчика на один из его входов, при зтом длительность импульса ка выходе триггера пропорциональна показателю тепловой инерции. После окончания воздействия триггера, интегратор 8 переводится в режим памяти, а его напряжение используете для правления коэффициентом усиления операционного усилителя. Режим памяти интегратора сохраняется до момзнта воздействия на термодатчик очередного скачка изменяющейся температуры, когда наступает автоматический сброс выходного напряжения пикового детектора, для чего выход пикового детектора соединен с интегратором время-аналог. Кратковременное отсутствие напряжения на вьЬсоде пикового детектора используется для воздействия на схему разряда интегрирующего конденсатора. Точность измерения устройства зависит от точности выполнения условия оптимальной настройки цепи коррекции, заключающегося в равенстве постоянной времени цепи коррекции и показателя тепловой инерции термодатчика. Формула изобретения Устройство для измерения меняющихся температур, содержащее термопреобразователь с предварительным усилителем, выход которого подключен соответственно к первому.входу сумматора и через активный дифференциатор и операционный усилитель с управляемым резистором к второму входу сумматора, подсоединенного к входу регистрирующего устройства, отличающееся тем, что/ с целью повышения точности измерения меняющихся температур, в него введены интегратор, схема сравнения, триггер, пиковый детектор с автоматическим сбросом и делителем, выход которого подключен к nepBoNV входу схемы сравнения и входу интегратора по сбросу аналогового сигнала, а вход пикового детектора соединен с выходом активного дифференциатора, вторым входом схемы сравнения и.первым входом триггера, второй вход которого подключен к выходу схемы сравнения, а его выход через интегратор подключен к управляющему резистору. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Шукшунов В.Б. Корректирующие звенья в устройствах измерения нестационарных температур. М ., Энергия , 1970, с. 37-38 (прототип).