Устройство для измерения температуры Советский патент 1981 года по МПК G01K7/00 

1

Изобретение относится к технике измерения температуры и предназначено ДЛЯ использования при ускоренном измерении температуры объектов с seдленно меняющимися теплофизическими параметрами, в частности для медицинской термометрии.

Известно устройство для измерения температуры, в котором для повышения быстродействия используется экстраполяция по последнему значению l .

Недостатками устройства являются невысокая точность и быстродействие.

Известно устройство для измерения температуры, содержащее термопреобразователь, корректирующий усилитель, сумматор, регистратор, результат измерения получается сложением сигнала термопреобраэователя и выходного сигнала корректирующего усилителя 2

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения температуры, содержащее последовательно соединенные термопреобразователь и два дифференциатора, сумматор, первый вход которого соединен с выходом термопреобразователя, регистратор, а также блок возведения в квадрат,

блок деления одного сигнала на другой. Работа этого устройства сводит-ся к выполнению последовательности арифметических операций умножения, деления и сложения сигналов термопреобразователя и дифференциаторов З.

Недостатком устройства является низкая точность измерения температуРЦель изобретения - повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены два

ключа, две времязадакяцие цепи, блок сравнения, аналого-цифровой преобразователь, блок выдержки времени и нуль-орган, вход которого соединен с выходом термопреобразователя, а

выход через блок выдержки времени соединен с управляющими входами ключей, входы которых соответственно соединены с выходами дифференциаторов, а выход каждого ключа соединен с времязадающей цепью и входом блока сравнения, выход которого соединен с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя, к выходу которого подключен регистратор, а ко входу выход сумматора, второй вход которого соединен с одним из входов бл ка сравнения. На фиг. 1 представлена структурная схема устройства, на фиг. 2 кривые зависимости напрял ения от в мени на выходе термопреобразовател ,и ключей. Устройство для измерения темпер туры содержит термопреобразователь 1, нуль-орган 2, блок 3 выдержки вр мени, дифференциато 1Ы 4 и 5, ключи б и 7f времязадающие цепи 8 и 9, выполненные в виде параллельно вклю ченных конденсаторов и резисторов, блок 10 сравнения, сумматор 11 аналого-цифровой преобразователь 12 и регистратор 13. Устройство работает следующим образом. При введении термопреобразовател в среду, температуру которой измеря ют, срабатывает нуль-орган 2 и запускает блок 3 вьщержки времени, а на выходах термопреобразователя 1 и дифференциаторов 4 и 5 появляются изменяющиеся сигналы напряжения U-i(t), U2(t) и и (t), причем и. (t), (UT - UH) (I- ) UH U {t)--C(1) UT где U-искомая температура, -начальная температура термопреобразователя , С - постоянная времени термопрёобразователя;) - производная от U (t) . в момент времени ц срабатывает блок выдержки времени, ключи б и 7 закрываются и напряжения UjCt) и ) на конденсаторах времязадаюцдик цепей начинают экспоненцигшьно уменьшаться t/-t: и ,(t. )е ,, u(t)t,4 U(t,)e щих цепей. В момент времени t при равенстве напряжений UjCt,) U ,,{t 2) срабатывает блок 10 сравнения, при этом аналого-цифровой преобразовате 12 фиксирует напряжение на выходе сумматрра 11, равное величине U(t5,)AUo-U(t)-f&U, (3) где дУо - потенциал, соответствующий напряжению на времязадающих цеп в момент tj , равный добавке, необходимой для восстановления искомой температуры UT в момент времени t . При 1: ug ) U(ti) Так как постоянная времени времязад;аю1дей цепи Сд много меньше постоянной времени термопреобразователя с , значение напряжения на выходе термопреобразователя в момент t незначительно отличается от значения напряжения в момент 12.Устройство осуществляет измерение температуры в любой момент времени t , определяемый блоком выдержки времени. Наличие новых элементов в устройстве - времязадающих цепей, ключей, нуль-органа, аналого-цифрового преобразователя, выгодно отличает его от известного, так как позволяет повысить точность измерения температуры/ и следовательно расширить сферу применения устройства. Формула изобретения Устройство для измерения температуры, содержащее последовательно соединенные термопреобразователь и два дифференциатора, суьшатор, первый вход которого соединен с выхо дом термопреобразователя, регистратор, отличающееся тем, что, с целью повьвиения точности измерения, в него введены два ключа, две времязадающие цепи, блок сравнения, аналого-цифровой преобразователь, блок выдержки времени и нуль-орган, вход которого соединен с выходом термопреобразователя, а выход через блок выдержки времени соединен с управляющими входами ключей, входы которых соответственно соединены с выходами дифференциаторов, а выход каждого ключа соединен с времязадающей цепью и входом блока сравнения, выход которого соединен с управляющим входом аналогоцифрового преобразователя, к выходу которого подключен регистратор, а ко входу - выход сумматора, второй вход которого соединен с одним из входов блока сравнения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3872726, кл. 73-362, опублик. 23.03.75. 2.Коротков П.Ао и Лондон Г.Е. Динамические контактные измерения тепловых величин. Л., Машиностроение, с. 187, рис. 118. 3.Авторское свидетельство СССР № 141662, кл. G 01 К 3/04, 28,09.59 (прототип).