Устройство для измерения показателяТЕплОВОй иНЕРции ТЕРМОдАТчиКОВ Советский патент 1981 года по МПК G01K15/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ТЕПЛОВОЙ ИНЕРЦИИ ТЕРМОДАТЧИКОВ

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит источник нагрева термодатчика с блоком 1 управления, контролируемый термодатчик 2, делител-ь 3 источника 4 опорного напряжения, усилитель 5, две схемы б и 7 сравнения, два триггера 8 и 9, временной демодулятор 10, интегратор 11 Сдвумя управляемыми ключами К и , корректирующее звено 12 с управляемой постоянной времени и регистратор 13.

Устройство работает следующим образом.

По сигналу с блока 1 управления контролируемый термодатчик 2 включается на кратковременный предварительный нагрев, на время которого блокируется регистратор 13. После перехода к режиму остывания термодатчика 2 блок 1 устанавливает триггер 8 в исходное нулевое состояние, при котором его выходное напряжение замыкает ключ К и размыкает ключ интегратора 11. Выходное напряжение интегратора 11 при этом устанавливается на нулевом уровне {фиг.2г).

При остывании термодатчика 2. его выходное напряжение, усиленное усилителем 5, изменяется по закону фиг.2

UgW-U e-.), .1/

где Уц - начальное значение экспоненты) t - ПТИ термодатчикаJ

UnW напряжение помехи.

При помощи схем б и 7 срав-нения фиксируются соответственно моменты времени t и t , в которые выходное напряжение и 5 (t) достигает некоторых опорных уровней. ,, S УЗ)/ которые задаются источником 4 опорного напряжения и делителем 3. В момент времени t срабатывает схема 7 сравнения и своим выходным сигналом переводит триггер 9 в единичное состояние, которое длится до момента времени i2/ когда срабатывает схема б сравнения, возвращающая триггер 9 в нулевое состояние. Промежуток времени Д1о , в течение которого триггер 9 находится влединичном состоянии, определяется зависимостью (фиг.2б) ,1 ,, ,

Ч... Г2 Uj-Unlt l

Промежуток времени At временным демодулятором 10 преобразуется в напряжение, пропорциональное значению ПТИ термодатчика, которое управляет величиной постоянной времени корректирующего звена 12.

Описанный тракт определения значения ПТИ термодатчика 2 служит для подстройки постоянной времени корректирующего звена 12 и поэтому к нему

не предъявляются требования высокой точности и помехоустойчивости.

Основной тракт измерения значения ПТИ термодатчиков состоит из триггера 8, Интегратора 11 и корректирующес го звена 12. В момент времени t2 ыходной сигнал схемы 6 сравнения переводит триггер 8 в единичное состояние (фиг.2в). Выходное напряжение .триггера 8 размыкает ключ К2 и замы. .кает ключ К интегратора 11. Выходное напряжение усилителя 5 через замкнутый ключ К поступает на вход интегратора 11. В результате, начиная с момента времени 1,2/ выходное напряжение интегратора изменяется по закону {фиг.2г)

и,, ,e%UnW di

и.

.f,

-п

н RC

где

-постоянная времени интегратора 11j

йп

-среднестатистическое напряжение помехи.

На практике во многих случаях помеха является стационарным случайным проце ссом с нулевым средним значением () Таким образом, установившееся значение выходного напряжения интегратора, равное

г U11 -- пропорционально измеряемому значению L .

Выходное напряжение интегратора

11изменяется по нарастающей экспоненте с постоянной времени t . С целью быстрого получения установившегося значения U , выходное напряжение интегратора 11 поступает

на корректирующее звено 12, постоянная времени которого j в первом приближении равна измеряемому значению о ПТИ. На выходе корректирующего звена 12 напряжение изменяется по закону

и„Н1...(.,

где ос - коэффициент коррекции корректирующего звена 12 (фиг.2д}.

Поскольку сХ.Л1, , выходное напряжение корректирующего звена

12достигает установившегося значения, пропорционального измеряемому значению термодатчика 2, значительно быстрее, чем выходное напряжение интегратора 11. Поэтому в отношении быстродействия предлагаемое устройство не уступает известном В то же время за счет наличия в измерительном тракте интегратора 11 шумы и наводки, содержащиеся в выходном сигнале термодатчика 2, сглаживаются интегратором 11 и поэтому на результат измерения оказывают малое влияние.

Формула изобретения

Устройство для измерения показателя тепловой инерции термодатчиков, содержащее источник нагрева термодатчика с блоком управления, интегратор с двумя управляемыми ключами, усилитель выходного сигнала термодатчика, соединенный с первыми входами двух схем сравнения и через ключ с входом интегратора, источник опорного напряжения, подключенный ко вторым входам схем сравнения, к выходам которых подключен первый триггер и регистратор, еоединенный с блоком управления, отлич ающеесятем, что, с целью повышения помехоустойчивости измерения, в него дополнительно введены корректирующее звено, включенное между выходом интегратора и регистратором, второй г триггер и временной демодулятор, включенный между первым триггером и управляющим входом корректирующего звена, причем два информационных входа второго триггера соединены с выходом одной из схем сравнения и блоком управления, а выходы с управляющими входами ключей интегратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5

1.Авторское свидетельство СССР № 525862, кл. G 01 К 15/00, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 62412,3, кл. G 01 К 15/00, 11.04.77 (прототип).

t

ч