Устройство для измерения температуры Советский патент 1980 года по МПК G01K7/00 

i

Изобретение относится к температурным измерениям, а именно к устройствам для измерения температуры с градуировкой измерительной цепи. Известно устройство для измерения температуры, содержащее термоэлектрический термометр измерительный прибор, калибратор с реперньв материалом и источник питания нагревателя калибратора 1.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения температуры содержащее преобразователь температуры с калибраторами и нагревателем, соединенный через усилитель с входс 1 аналого-цифрового преобразователя, источник питания нагревателя, блок распознавания калибровочных значений температуры, соединенный с коммутатором, и регистратор 2.

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения температуры.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем что в устройство введены блок памяти и блок вычисления, выход которого соединен с регистратором, а выход

аналого-цифрового преобразователя через коммутатор соединен с вхолс 1 блока памяти, выход которого подключен к блоку вычисления.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - пример конструктивного выполнения преобразователя температуры.

Устройство для измерения темпера0туры содержит преобразователь температуры 1, включающий в себя чувствительный элемент 2, например терморезистор, калибраторы - (реперные элементы) 3 и 4, нагреватель 5, усилитель 6, аналого-цифровой преобразователь 7, кс:ммутатор 8, блок памяти 9 с ячейками памяти 10, 11 и 12, блок вычисления 13, источник 14 питания нагревателя, регистратор 15 и

0 Злок 16 распознавания калибровочных значений температуры.

В качестве реперных элет ентов могут быть использованы герметические капсулы с веществами, резко изменяющими свое электрическое сопротив.пение в точке фазового перехода, например маргариновая и стеариновая кислоты.

Кроме того, для упрощения устрой0ства, в качестве чувствительного и

нагревательного элементов может быть использован един и тот же термочувствительный резистор, а в качестве.реперных элементов вещества с большой теплотой фазового перехода, на пример чистые металлы.

Устройство работает следующим образом.

Преобразователь температу{Ж1 1 находится в объекте измерения, все его элементы имеют температуру объекта. Измерения производят в три такта, В первом такте измеряют температуру tj( объекта. Результат измерения зап инается в ячейке памяти 10 Во вторсм и третьем тактах происходит нагрев нагревателя 5 за счет энерх-ии источника питания. Одновременно нагреваются чувствительный злемент 2 и реперные элементы 3 и 4, В момент достижения преобразователе температура значения первой реперной температуры t реперный элемент 3 резко изменяет свое сопротивление, блок 16 распознавания калибровочных значений температуры переключает с псяиощью коммутатора 8 выходную цепь аналогоцифрового преобразователя на ячейку памяти 11, происходит измерениетемпературы tj и запсминание ее значения в ячейке памяти- 11.

Нагрев преобразоват€ ля температу™ ры продолжается до второй реперной температуры t, .. при которой резко меняется сопротивление реперногоэлемента 4. Блок распознавания калибровочных значений температуры переключает коммутатор на ячейку 12, происходит измерение температуры t и запоминание результата. После третьего такта нагрев преобразователя тет пературы прекращается, преобр азоват 2ль температуры остывает до температуры объекта tj.

Блок вычисления 13 по результатам измерений определяет искомую TeNmepaтуру и выдает результат измерения на регистратор 15, Например, -для функции- преобразования измерительного канала вида:

у kt + b где у результат измерения;

t измеряемая температура; k, b - коэффициент функции преобразования, которые вообще подвержены дрейфу,

конечный результат определяется

по- фор.муле, получаа«1ай из решения трек уравнений вида у kt + Ь:

(t, - t) ц

где у, у., у - результаты трех .мерений.

Как следует из этой формулы, результат измерения не зависит от текущего значения коэффициентов функции преобразования, подверженных

o дрейфу.

При другсм виде функции преобразования измерительного канала изменяют алгоритм вычислительного блока, а при большем числе коэффициентов

5 функции преобразования увеличивают число реперных элементов и число тактов измерения.

Введение в устройство блоков памяти и вычисления позволяет исклю0 чить из результата измерения погрешности, вызываемые дрейфом и технологическим разбросом коэффициентов; преобразования всего измерительного канала устройства, что, в свою оче , позволяет значительно снизить требования к точности и стабильности элементов устройства при одновременном повышении точности измерения.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры, содержащее преобразователь температуры с калибраторами и нагрева5 телем, соединенный через усилитель с входом аналого-цифрового преобразователя, источник питания нагревателя, блок распознавания калибровочных значений температура, соединенный с коммутатором, регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены блок памяти и блок вычисления, выход которого соединен с регистратором, а выход аналого-цифрового преобS разователя через коммутатор соединен с входом блока памяти, выход которого подключен к блоку вычисления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

01. Авторское свидетельство СССР

№ 339806, кл. G 01 К 7/02, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 569876, кл. G 01 К 7/02, 1974 (пр тотип).

i .l .