Устройство для измерения температуры Советский патент 1980 года по МПК G01K7/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к термометрии . Известно устройство для измерения температуры по авт.св. № 389418, которое не обеспечив.ает требуемой точности измерения из-за высокого уровн электрических помех, так как вместе с сигналом датчика на вход измерительной цепи поступают электрические помехи с различной формой напряжения. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет снижения уровня электрических помех, для чего в устройство введены вычитающий блок, инвертируюи1ий усилитель, сумматор, дифференцирующий блок, интегрирующий блок, множительные блоки, генератор линейно изменяющегося напряже ния и генератор управляющего сигнала, причем выход ключа управления подк.гшчен К одному из входов вычитающего блока и через инверти{1ующий усилитель - к одному из входов сумматора, а также - к последовательно соединен ным первому множительному блоку, дифференцирующему блоку, сумматору, второму множительному блоку, интегрирующему блоку и вычитающему блоку, прдключенному к общей точ:ке измерительной цепи, причем выход источника управляющего сигнала подключен к интегрирующему блоку, к генератору линейно изменяющегося напряжения и к генератору управляющего сигнала, выход которого подключен ко второму входу второго множительного блока, а выход генератора линейно изменяющегося напряжения подключен ко второму входу первого множительного блока и к второму входу генератора управляющего сигнала. Устройство поясняется чертежом, где 1 - датчик температуры, 2 - ключ управления, 3 - источник управляющего сигнала, 4 - общая точка измерительной цепи, 5 - вычитающий блок, 6 - инвертирующий усилитель, 7 - сумматор, 8 - первый множительный блок, 9 - дифференцирующий блок, -10 - второй множительный блок, 11 - интегрирующий блок, 12 - генератор линейно изменяющегося напряжения, 13 - генератор управляющего сигнала. Устройство работает следующим образом.. Источник 3 управляющего сигнала вызывает коммутацию ключа управления. который подключает датчики 1 температуры ходу первого множительно блока 8 в течение временн:ого нтерв ла At, Б течение котбрб№ йст,Бчник 3- управляющего си гнаяа запускаётге нераторГЙ линейно изменяющегося на пряжения я генератор 13 управляющего сигнала, форг мрующих на своих вы ходах напряжение относительно общей точки иэмерительной цепи 4. Гейератор 12 линейно изменяющегося напряжения формирует на своем выходе в течение каждого интервала л t напр жение М «t (1), а генератор управляющего сигнала 13 - напряжение у) . Q+Mt где а и М - параметры- формируёмых напряжений, причеМа меньше М. Подавление напряжения электричес кой помехи Un{t), отличающегося по форме напряжения U{ датчика температуры, происходит следУюШм образом. При поступлений на один вхЬд первого г шожительного блока 8 сигнала UT + йп (t) (4), а на другой вход бло ка 8 - сигнала M-t с вы,хода генератора 12 линейно изменяющегося напряжения, на выходе первогомножительного блока 8 действует сигнал (0)-M-t (tVMt:.(5) Сигнал (5) с выхода первого множительного блока 8 поступает надиФФеренцирующий блок 9, с выхода которого сигнал (t),.(t)tu;(t) (б) поступает на один из входов сумма /,, тора 7 V -Из второй вход сумматора 7 через инвертируюцр усилитель 6 с коэффициентомУсилений М поступает сигнал (4) со входа первого множительного блока 8, так что lia втором входе сумматора 7 дей ствует сигнал . -. (U/+ Un(O ) (-М) . (7) При этом навыходесумматора 7 возникает сигнал, представляющий собой сумму сигналов (б) и (7) M.,(t)4-tu;(t),u(t).(-M)Mtu;(t). (8 Сигнал (В) с выхода сумматора 7 поступает на один вход второго множител ного блока 10, на второй вход которого поступает.сигнал с выхода генератора 3 управлягошёго сигнала. При этом на выходе второго, множитель ного блока 10 возникает сигнал . поступающий на вход интг грируюшего блока 11. Так как параметры а и М выходного сигнала генератора 13 управл яющего сигнала таковы, что а по крайней мере в 10-100 раз меньше М, то сиг.нал (9) приближенно равен Uofi) , причем ошибка приближения уменьшается при увеличении t,кроме того ошибка приближения может быть уменьшена уменьшением параметра а по сравнению с параметром М. Таким образом, с выхода второго множительного блока 10 на вход интегрирующего блока. 11 поступает сигнал ипи)1крторый в начале каждого интервала времени U t устанавливается выходным сигналом источника управляющего сигнала 3 в исходное состояние. Что обеспечивает нулевыэ постоянные интегрирования при интегрировании сигнала U,{t) в течение каждого интервала времени At. В результате интегрирования на выходе интегрирующего блока 11 возникает сигнал Ju;(t)) Из сравнения сигналов (10) и (4) видно, что в выходном сигнале интегрирующего блока 11 подавлено напряжение сигнала U датчика; температуры прямоугольной формы, б то же время напряжение помехи Uf,(-t), отличающееся по форме от сигнала датчика температуры, на выходе интегрирующего-блока 11 не подавлено. Это позволяет выделить свободный от электрических помех сигнал датчика температуры путем вычитания из входного сигнала (4) первого множительного блока 8 Выходного сигнала (10) интегрирующего блока 11. Так на один вход вычитающего блока 5 поступает сиг-нал (4), на другой вход - сигнал (10) При этом на выходе вычитающего блока 5 действует сигнал VUnW-Un(t)u, (11) Свободный от электрических помех сигнал (11) датчика температуры поступает с выхода вычитающего устройcTBai 5 на общую точку измерительной цепи 4. Из выражений (4) - (11) следует, что в предложенном устройстве происходит подавление напряжения электрических помех, форма которых отличается от прямоугольной формы напряжения сигналов датчиков температуры. Предложенное устройство обла.цает повышенной точностью измерения по сравнению с известным. Формула изобретения Устройство для измерения температуры по авт.св.. IfiOlie, о т л ичаюшееся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет :;нижения уровня электрических помех, в устройство введены вычитающий блок инвертирующий усилитель, сумматор, дифферейцирующий блок, интегрирующий блок,множительные блоки, генератор линейно изменяющегося напряжения и генератор управляющего сигнала,причем выход ключа управления подключен к из входов вычитающего блока и через инвертирующий усилитель к одному извходов сумматора, а также - к последовательно соединенным первому множительному блоку, дифференцирующему блоку, сумматору, второму множительному блоку, интегрирующему блоку и вычитающему блоку, подключенному к общей точке измерительной цепи, причем выход источника управляюгцего сигнала подключен к интегрирующему блоку, к генератору линейно изменяющегося напряжения и к генератору управляющего сигнала, выход которого подключен ко второму входу второго множительного блока, а выход генератора линейно изме- . няющегося напряжения подключен . ко второму входу Первого множительного блока и ко второму входу генератора управляюего сигнала.