Устройство для измерения температуры Советский патент 1981 года по МПК G01K7/16 

1

Изобретение относится к термометрии .

Известно устройство для измерения температуры, содержащее резисторный датчик, нуль-орган, генератор тактовых импульсов, ключ и блок цифровой индикации l .

однако такое устройство не обладает требуемой точностью измерения из-за погрешности, обусловленной приближенностью кo meнcaции нелинейност характеристики резисторного датчика температуры.

. . Наиболее близким .к предлагаемому является устройство для измерения температуры, содержащее .резисторный датчик и магазин проводимостей, включеннЬх в мостовую измерительную схему, «набженную источником питания, блок цифровой индикации, ключ, входы которого соединены с выходом генератора тактовых импульсов и выходом нуль-органа, включенного в измерительную диагональ мостовой .схемы 12}

Однако известное устройство позволяет использовать ограниченный класс характеристик резистивных датчиков температуры и не обладает требуемой точностью измерения температуры из-за ошибки, обусловленной систематичебкой погрешностью датчика температуры и измерительной схемы.

Цель изобретения - повышение точности измерения при одновременном расширении класса используемых резистивных датчиков температуры.

Для достижения этой цели в устройство введены функциональный пре0образователь и два переключателя, причем нормально разомкнутые контакты первого переключателя соединены с выходом нуль-органа и с первым входом функционального преобразова5теля, который через нормально замкнутые контакты второгопереключателя соединен с выходом ключа, и второй вход функционального преобразователя соединен с нормально разомкну0тым контактом второго переключателя, а первый и второй выходы функционального преобразователя соединены со входами блока цифровой индикации и магазина проводимостей соответст5венно, причем функциональный преобразователь содержит адресный регистр, счетчики импульсов и блок памяти/ первый вход которого соединен с выходом адресного регистра, вход которо0го соединен со счетным входом первого счетчика импульсов и с первым входом функционального преобразователя, а выходы блока памяти соединены со входами записи кода первого и второго счетчиков импульсов, причем выход первого счетчика соединен с первым выходном функционального преобразователя, а выход другого счетчика - со вторым входом блока памятии со вторым выходом функциональнохО, преобразователя и счетный вход второго счетчика импульсов соединен со вторым входом функционального преобразователя.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит резисторный датчик 1 температуры, магазин 2 проводимостей, резисторы 3 и 4, источник 5 питания, блок б цифровой индикации, ключ 7, генератор 8 тактовых импульсов, нуль-орган 9, функциональный преобрагюватель 10, переключатели 11 и 12, блок 13 памяти, адресный регистр 14, счетчики 15 и 16 импульсов.

Устройство работает следующим образом.

В режиме записи функции управления магазином 2 проводимостей в блок 13 памяти переключатели 11 и 12 находятся в положении, противоположном показаннои У на чертеже. Импульсы с выхода генератора ,8 тактовых импульсов проходят через ключ 7 и переключатель 12 и заполняют, счетчик, 15 импульсов, выходным кодом которого управляется магазин 2 проводимостей. В момент равновесия мостовой измерительной схемы сигналом с нуль-органа 9 закрывается ключ 7, прекращая поступление импульсов в счетчик 15. Этот же сигнал через переключатель 11 поступает на вход адресного регистра 14, изменяя его состояние на единицу. В соответствующую ячейку блока 13 памяти записывается код с выхода счетчика 15 импульсов, пропорциональный значению проводимости .магазина 2 в момент равновесия мостовой схемы и, следовательно, соответствующий значению температуры в данной,точке диапазона измерения.Последовательно; Задавая дискретные значения температуры с шагом по температуре, не превышающем заданной абсолютной погрешности измерения, в Слок 13 памяти зaп Icывaютcя коды управления «агазином 2 проводимостей, соот етствующие равновесию мостовой измерительной схемы в кгикдой точке диапазона измерения. В первую ячейку блока 13 памяти записывается код начального значения диапазона измерения температуры.

В режиме измерения переключатели 11 и 12 находятся в положении, показанном на чертеже. При этом последовательноотъ импульсов с выхода генератора 8 тактовых импульсов, поступающая через ключ 7 и переключа.тель 12 на первый вход функционального преобразователя 10, преобразуется в параллельный код температуры, с снимаемый с первого выхода функцио нального преобразователя 10, и фун- кцию управления магазином 2 проводимостей, соответствующую -характеристике датчика 1, снимаемую со второго

Q выхода функционального преобразов,ателя 10. ,

Импульсами, поступающими на вход адресного регистра 14, осуществляется последовательный опрос ячеек блока 13 памяти. При нулевом состоянии

адресного регистра 14 код начального значения диапазона измерения, считываемый с первого выхода блока 13 памяти, переписывается в счетчик 16 импульсов и в последующем - суммируется с количеством тактов считывания

информации из .блока 13 памяти. Результат, соответствующий значению измеряемой температуры, выводится на блок б цифровой индикации.

5 Коды функции управления магазином 2 проводимостей переписываются в счетчик 15 импульсов, с выхода которого поступают на вход магазина 2 проводимостей, что приводит к изменению

Q значения проводимости магазина до полного уравновешивания мостовой измерительной схемы. В момент -равновесия мостовой схемы сигналом с нульоргана 9 закрывается ключ 7. При зтом записанный в счетчике 16 импул 1сов код пропорционален значени1о измеряемой температуры.

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения за счет того, что при записи функции управления в функциональный преобразователь происходит автоматический учет систематических погрешностей датчика и измерительной схемы. Кроме того, применение функционального преобразователя с возможностью воспроизведения любой монотонной функциональной завиЬимости позволяет расширить класс характеристик используемых резистивннх датчиков.

п В. случаях, когда производить запись функции управления магазином проводимостей, задавая требуемые значения температуры, затруднительно, эту операцию можно производить, за давая значения сопротивления в ооответствии с известной характеристикой датчика,-подключив вместо него магазин сопротивлений. Но при этом будут учитываться не все систематические погрешности, например такие, как

0 1 точность представления характеристики датчика; - Формула, изобретения

. 1. Устройство для измерения температуры, содержащее резисторный

датчик и магазин проводимостей, включенных в мортовуто измерительную схему, снабженную источником питания, блок цифровой, индикации, ключ, яходы которого соединены с выходом гене ратора тактовых импульсов и выходом нуль-органау включенного в измерительную диагональ мостовой схемы, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения класса используемых датчиков, в него введены функциональный преобразователь и два переключателя, причем нормально разомкнутые контакты первого переключателя соединены с выходом нуль-органа и с первым входом функционального преобразователя, который через нормально замкнутые контакты второго переключателя соединен с выходом ключа, и второй вход функционального преобразователя соединен с нормально разомкнутым контактом второго переключателя, а первый .и второй выходы функционального преобразователя соединены со входами блока цифровой индикации и магазина проводимостей соответственно.

2.. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что функциональный преобразователь содержит адресный регистр, счетчики импульсов и блок цамяти, первый--вход которого соединен с выходом адресногорегистра, вход которого соединен со счете ным ВХОДОМ первого счетчика импульсов и с первым входом функционального преобразователя, а выходы блока памяти соединены со входами записи кода первого и второго с1етчиков импульсов, причем выход первого счетчика соеди0нен с первым выходом функционального преобразователя, а выход другого счетчика - со вторым входом блока памяти и со втормы выходом функционального преобразователя и счетный вход 5 второго счетчика импульсов соединен со вторым входом функционального преобразователя,

. Источники информации, 0 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 619809, кл.С 01 К 7/16, 27.09.76.,

5 2. Нетребенко К.А. и др. Аналогоцифровые преобразователи для резисторных датчиков. М., Энергия, : 1975, с.83 (прототип).

- I