Цифровой измеритель скорости изменения температуры Советский патент 1980 года по МПК G01K7/00 

1

Изобретение относится к области температурных измерений, а именно к устройствам для измерения скорости изменения температуры в автоматизированных системах управления нагревом 5 колодцев и печей в металлургической промышленности.

Известны измерители скорости изменения температуры,.в которых происходит измерение разности двух непрерыв-Ю ных сигналов, снимаемых с термопары в различные моменты времени Ij и (

Недостатком этих устройств является низкая точность измерения.

Из известных устройств наиболее 15 близок к изобретению по техническому решению - цифровой измеритель температуры, содержащий термопреобразователь, аналого-цифровой преобразователь, два счетчика импульсов, один 20 КЗ которых соединен с цифровым индиi aTOpOM, генератор импульсов, соединенный с временным формирователем 1з1.

Этот измеритель позволяет фиксировать в цифровом виде текущую температуру, однако не может достаточно точно реагировать на малые приращения температуры.

Это вызвано тем, что в разных .диапазонах измерения температуры в колодцах и печах различным способом не.обходимо квантовать временной интервал.

Цель изобретения - повышение точности измерения скорости изменения температуры, а также повышение чувствительности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой измеритель температуръз, содержащий термопреобразователь, подключенный к входу частотного преобразователя, генератор импульсов, соединенный с формирователем временных интервалов, два счетчика, один из которых соединен с цифровым индикатором, введены генератор одиночных импульсов, два делителя частоты, два коммутатора, дешифратор и блок выбора предела измерения,вход которого соединен с частотным преобразователем, а выход через генератор одиночных импульсов соединен со счетным входом первого счетчика, выход,которого через дешифратор соединен с управляющими входами коммутаторов, причем выход частотного преобразователя сое динен с информационным входом первого коммутатора, выходы которого через первый делитель соединены со -ным входом второго счетчика соединен ного с цифровыминдйк атсром, а выходы оЕ5Ш|5В1еателй- ёрежёй-нйх -ингеевалов через второй коммутатор и второй делитель соединены с управляющими вхо -- ЛаМй- :йфШ & Сч е чика. На чертеже приведена блок-схема цифро во о измерителя. ; цйфровой Измерйтёль С1 6ро сти1 з „.менёнйя температуры содержит термопреобразователь 1, например термопару частЪтный преобразователь 2, включающий: в себя усилитель 3, двигатель 4, генераторный преобразователь 5, блок 6 выбора пределаизмерения, генератор 7 одиночных импульсов, первый и второй счетчики 8, 9 (в качестве кото рй х 1йсп6ЗГ гдуются реверсивныё счетчики) , дешифратор 10, первый и второй коммутаторы 11, 12, первый и второй делители 13, 14, генератор 15 импульсов , формирователь 16 временных интер валов, цифровой индикатор 17. Цифровой измёрйтёль -с &Ё Ое;1гй нз- Жё11 ёния температуры работает сЛёдуюшим образом. ал с термбпреобразоватёЛ и SCH л вается усилителем 3 и поворачивает вал двигателя 4 на соответствующий угол. Двигатель 4 управляет работой Генераторного преобразователя 5, .коTopibift Генерирует импульсы с частотой следования f, пропорциональный углу п&вбротаС ваЛа двйга; геля, а слёдовательно, и измеряемой температуре. Йм11 ул ьсы с выхода генераторного прё обр аоватёля в зависимости от диапазона измеряемой температуры определяемогЪ блоком 7 выборка предёла измерения, через .коммутатор 11, управляемый сйгннлом с дешифратора 10, поступают на делитель частоты, который в зави СЙМости от требуемой точности йзме 1Гёнйй тёмпёратурь1 и данном Тёмператур НОМ йНтёрвале осущёствл яет деление - , х| астй ы Слёдования импульсов в соот; вётствующее число раз, С выхода делителя 13 импульсы поступают на вход реверсивного счетчик.а 9, который подсчиЪывает чйсЛо импуЛьсов при наличии управляющих сигналов на входах 18, 1 и iO. Фо мйрователь врёМённых интервалов т;ак вв1ах импульсов , поступающих с частотой f,. с reHepajrqpa 15 импульсов 66;paWe T , угГравлягац яё ра:б6той счетчик а 9.Г .Г . С ffepSoro и второго выходов фЪрмирователя 16 временных интервалов на йход второго коммутатора 12 подаются импульсы длитвльност5 ю 1 с периодом слёдбтаЖйия соответственно Т, и Т 2Т, , с третьего выхода фбрмирйЬате ля - игшульсыдлительностью |- и перидом Tj 2Ti - г ..-,. ., Г С выхода коммутатора 12 импульсы )flBtopbl0 делителя t4 aff ffr f KB-fS Sft 8 гдаапазона измеряемой тёШё атуры Делятся в соответствующее число раз, при этом формируются управляющие ймпульСы с определенным периодом следования. По первым единичным сигналам на управляющйх ТВ, 19 счетчик 9 произведет суммирование в течение 1 с импульсов поступающих на его счетный вход с дёлйтёля 13 Г Через фйкЬированный интервал времени Т, по единичному и нулевому сигналам на управляющих входах 18 и 19 счетчик произведет вычитание импульсов ,поступающи:х; на счетный вход в течение 1 с. Таким образом, на счетчике 9 за время Т зафиксируется ЧИСЛО, пропорциональное скорости изменения температуры, которое высвечивается на цифровом индикаторе 17, с указанием по сигналу с реверсивного счетчика 9 знака производной. Сброс информации в счетчике 9 и соответственно на цифровом индикаторе осуществляется сигналом на третьем управляющем входе 20. Аналогичный процесс измерения скорости изменения температуры происходит циклически во всех остальных диапазонах изменения температуры. При этьм при переходе из одного диапазона в другой на выходе блока 6 выбора предела измерения возникает перепад напряжения, по которому генератор 7 одиночных импульсов формирует импульс , поступающий на счетный вход первого реверсивного счетчика импульсов. С увеличением температуры (при переходе из одного диапазона измерения в другой) реверсивный счетчик cyMMMpyef -BbSKHKaromHe импульсы, с уменьшением - вычитает, автоматически фиксируя номер диапазона измерения. В соЬтвётствии с номером диапазона дешифратор 10 управляет работой коммутаторов 11, 12 и делителей 13, 14,устанавливая требуемый коэффициент деления частоты Введение новых элементов дешифра- тора, коммутаторов, делителей, блока выбора прёдела измерения, генератора одиночных импульсов в цифровой измерйтель те-йпературы; позволяет повысить точность измерений скорости изменения температуры/ а также чувствительность устройства, что дает возможность более точно поддерживать требуемый режим нагрева и охлаждения различных технологических процессов. Формула изобретения Цифровой измеритель скорости изменения температуры, содержащий термопреобра13оватвль, подключенный к входу чЖЬтотного преобразователя, генератор . импульсов, соединенный с формирователем временных интервалов, два счетчика, один из которых соединен с цифровым индикатором, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены генератор одиночных импульсов, два делителя частоты, два коммутатора, дешифратор и блок выбора предела измерения, вход которого соединен с частотным преобразователем, а выход через генератор одиночных импульсов соединен со счетным входом первого счетчика, выход которого через дешиф ратор соединен с управляющими входами коммутаторов, причем выход частотного преобразователя соединен с информационным входом первого коммутатора,, выходы которого через первый делитель соединен со счетным входом второго

счетчика, соединенного с цифровым индикатором, а выходы формирователя временных интервалов через второй коммутатор и второй делитель соединены с управляющими входами второго счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

( 378732, кл. G 01 К 7/02, 03.05.71.

0

2.Авторское свидетельство СССР

I 528459, 1«л. G01 К 7/02, 03.01.75.

3.Авторскоесвидетельство СССР № 559131, кл. G01 К 7/16, 28.04.75 (прототип).

5