Устройство для измерения темпе-РАТуРы Советский патент 1981 года по МПК G01K7/16 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ.ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к технике измерения температуры и может найти применение в измерительной аппаратуре с повьаиеИНЫМИтребованиями по точности измерения температуры объектов с меняющимися параметрами и малой теплопроводностью, например, в медицинской аппаратуре. Известно устройство для измерения температуры, в котором, для повышения быстродействия используются корректирующие цепи и прогнозирующие фильтры Устройство содержит последовательно включенные преобразователь температуры в напряжение, корректирующую цепь усилитель и регистрирующий прибор. Корректирующая цепь настраивается на компенсацию постоянной времени датчика температуры I1J. Однако реальный переходный процесс на выходе датчика определяется не только постоянной времени датчика, но и величиной теплового сопротивления между датчиком;и объектом измерения. Поэтому известное устройство иё может обеспечить высокую точность измерения. Нгшболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения температуры содержащее последовательно соединенные преобразователь температуры и диф ференциатор, два пороговых блока, входы которых подключены к выходу дифференциатора, и регистрирующий прибор 12. Известное устройство не обеспечивает достаточной точности при измерении медленно меняющихся температур. Это обусловлено нестабильностью аналоговой схемы устройства при хранении информации. Цель изобретения - повышение точности при измерении медленно меняющихся температур. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения температуры введены ключ и делитель напряжения с объединенными входами, подключенными к преобразователю температуры, преобразователь напряжения в число импульсов, реверсивный счетчик, смеситель и два формирователя импульсов, входы которых подключены к входам соответствующих пороговых блоков, а выходы - к управляющим вхояам реверсивного счетчика и входам смесителя, к выходу которого подключен один вход запуска преобразователя напряжения в число нмпульсов.

Яругой вход которого подключён к выходам ключа и делителя напряжения, а выход - ко входу реверсивного счетчика, выход которого подключен к регистрирующему прибору,, причем управляющий вход ключа подключен к выходу одного из формирователей импульсов.

На фиг,1 показана структурная схема устройства, а на фиг.2 - осцилотраммы, поясняюоше его работу.

Устройство для измерения температуры содержит преобразователь 1 температуры, дифференциатор 2, пороговый блок 3, формирователь 4 импульсов, пороговый блок 5, формирователь б импульсов, ключ 7, делитель 8 напряжения, смеситель 9 импульсов, преобразователь 10 напряжения в число импульсов, реверсивный счетчик 11, регистрирующий прибор 12.

Устройство работает следующим образом.

После подключения датчика к объекту измерения на выходах преобразователя 1 температуры и дифференциатора 2 начинают изменяться сигналы U и 2. (фиг.2). В момент времени t производная достигает порога срабатывания порогового блока 3, последнее запускает формирователь 4 импульсов, короткий импульс которого поступает на управляющий вход ключа, управляющи вход реверсивного счетчика 11 и через смеситель - на вход запуска преобразователя 11 напряжения в число импульсов. В момент t ключ 7 закрывается (не шунтирует делитель напряжения), сигнал U(t) преобразователя 1 температуры через делитель 8 напряжения с коэффициентом передачи в поступает на вход преобразователя 10 напряжения в число импульсов, запускаемого в момент t, с выхода которого на вход реверсив.;ого счетчика поступает число импульсов, пропорциональное N. КВи (t2)KBV (см. и на фиг.2), которое будет подсчитано счетчиком в реверсивном направлении, так как на первый управляющий вход счетчика в момент t был подан импульс запуска (К - козффициент передачи преобразователя 10 напряжения в число импульсов) . В момент в эемени t2 выходной сигнал дифференциатора 2 достигает псзрога срабатывания порогового блока 5, последнее срабатывает и запускает формирователь б импульсов, вы.ходной сигнал которого поступает на второй управляющий вход реверсивного счетчика 11 и через смеситель 9 - на вход запуска преобразователя 10 напряжения в число импульсов. Так как, в момент ключ 7 замкнут, то на его выход сигнал.проходит без. изменения (ключ шунтирует делитель напряжения). В pesyjibTaTe, так как на второй управляющий вход (прямого счета) реверсивного счетчика 11 в момент tz был

подан запускгиощий импульс, а в самом счетчике ранее было в обратном направлении подсчитано число N , в момент t2 будет зафиксировано на счетчике число

(V2-B-V;) (1) Если выбрать коэффициент передачи преобразователя напряжения в число импульсов равным (l-b), где с(, 1ПОСТОЯННЫЙ размерный коэффициент, а (t2)/U2(t) - коэффициент передачи делителя напряжения 8, то число N, определяемое выражением (1), буДет точным аналогом измеряемой величины при любой величине постоянной времени переходного процесса.

Тот же результат может быть достигнут применением вместо реверсивного счетчика двух простых счетчиков и устройства вычитания кодов,

I ,

Преобразователь температуры, дифференциатор и преобразователь напряжения в число импульсов строятся при реализации на операционных усилителях, ключ - на транзисторе, делитель напряжения - два резистора, остальные .блоки легко строятся на основе логических элементов.

Предполагаемое устройство обладает более высокой точностью измерений Медленно меняющихся температур по срав-: нени:э с прототипом.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры, содержащее последовательно сое;циненные преобразователь температуры и дифференциатор, два пороговых блока, входы которых подключены к выходу дифференциатора, и регистрирующий прибор, отличающееся тем. Что, с целью повышения точности при измерении медленно меняющихся температур, в устройство введены ключ и делитель напряжения с объединенными входами, подключенными к преобразователю температуры, преобразователь напряжения в число импульсов,ревер-сивный счетчик, смеситель и два формирователя импульсов, входы которых подключены к входам соответствующих пороговых блоков, а выходы - к управляющим входам реверсивного счетчика и и входам смесителя, к выходу которого подключен один вход запуска преобразователя напряжения в число импульсов, другой вход которого подключен к выходам ключа и делителя напряжения, а выход - ко входу реверсивного счетчика, выход которого подключен к регистрирующему прибору, причем управляющий вход ключа подключен к выходу одного из формирователей импульсов. Источники информсщии, принятые во внимание при экспертизе ., 1. Справочник по системотехнйке, Царев, с англ, под ред. Р.Накола. М,, Советское радио, 1970, с.478-479. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке 2717789/10,кл.С 01 К 7/16 1979.