Устройство для измерения температуры,пРЕиМущЕСТВЕННО зАгОТОВОК пРи пРОКАТЕ Советский патент 1981 года по МПК G01K13/04 

Изобретение относится к устройствам для измерения и регистрации температуры поверхности заготовок, совершающих возвратно-поступательное движение. Известно устройство для измерения температуры, содержащее первичный преобразователь и регистрирукщий приборГ1. Недостатком данного устройства является необходимость монтажа дополнительной индикаторной головки и соединения ее с выходным узлом и вте« ичным прибором, что приводит к усложнению устройства и требует допопнительного профилактического обслуживания. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения температуры, преимущественно заготовок при прокате, содержащее первичный Преобразователь температуры, выходы которого соединены с измерительными входами автоматического потенциометра 23. Недостатком известного устройства является наличие механических контактов, которые для переключения малых электрических сигналов должны покрываться золотом и помещаться в герметичный корпус, а также наличие источника опорного напряжения и усилителя, что делает устройство относительно сложным, дорогим и понижает его надежность. Цель изобретения - упрощение устройства и повышение его надежности. Указанная цель достигается тем, что устройство, содержит бесконтактный задатчик исходного положения указателя автетлатического потенциометра, состоящий из порогового блока и регулятора его выходного напряжения причем вход порогового блока подключен к выходу первичного преобразов.- теля температуры, а выход - к регулятору Нсшряжения, при этом один из выходов преобразователя соединен через выхспное сопротивление регулятора напряженияс одним из входов автоматического потенциометра. На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 электрическая схема одного из вариантов бесконтактного задатчика. Устройство содержит первичный преобразователь температуры 1 (ППТ 1), бесконтактный задатчик исходного положения 2 СБЗП 2) автоматического потенциометра 3 (АПЗ), включающий в себя

пороговое устройство 4 (ПУ4 и peiryлятсч его выходного напряжения, состоящий из резисторов R/, и Ra.

Первый выход ППТ1 (на схеме точка А) соединен с измерительным входом АПЗ (точка В) и со входом БЗП2 (точка Ж). Второй выход ППТ1 (точка Б) соединен со вторым входом БЗП2 {точка 3) и его выходом (точка Д), Второй выход БЗП2 (точка Е) соеди.нен со вторым измерительным входом АПЗ (точка Г) .

В качестве ППТ1 и АП4 можно применять любые первичные преобразователи температуры и автоматические потенциометры отечественного производства или аналогичные им зарубежные приборы.

Схема конкретного выполнения бесконтактного задатчика состоит из компаратора 5 напряжений, балансного регенеративного компаратора б напряжений и регулятора 7 выходного напряжения порогового устройства.

Первый каскад выполнен на интег-. ральной микросхеме серии 140 (можно выполнить на интеграильной микросхеме другой серии, позволяющей собирать такие схемы).

Балансный регенеративный компаратор обеспечивает гальваническую развязку входа и выхода ПУЗ.

Один из входов схемы соединен с общим проводом, что равносильно подаче на него напряжения равного нулю. Кроме того, в выходную обмотку трансформатора ТР1 включены диод V7 и конденсатор С2 для выпрямления и сглаживания выходного напряжения.

В исходном состоянии напряжение между точками Ж и 3 равно нулю. На выходе компаратора напряжений (резистор ll) есть напряженке, необходимое для срабатывания балансного регенеративного компаратора (порядка 20 мВ Появляется напряжение начального смещения на резисторе R-j.

При наличии заготовки в поле визирования ППТ1 при достижении напржением, приложенным к точкам Ж и 3 величины порядка 3 мВ срабатывает компаратор напряжений. Напряжение на резист-оре R становится равйым нулю. Балансный регенератившлй ком.паратор возвращается в исходное состояние. Напряжение начального смещения становится равным нулю.

Устройство работает следующим образом.

Пусть для регистрации напряжения с помощью АПЗ его нужно подавать плюсом к точке В,а минусом к точке Г

В исходном состоянии, когда в пол визирования ППТ1 нет прокатываемой заготовки, на выходе ПУ4, а следовательно, и на выходном сопротивлении бесконтактного задатчика (резистор 41-,) ,есть напряжение, плюсом приложенное к точ1се Д, а минусом к точке Е. Это напряжение начального смещения указателя АПЗ через внутреннее сопротивление ППТ1 R, зашунтированное входным сопротивлением ПУ4 И, приклад1 вается к точкам В и- Г. 5 Все ППТ рассчитаны для работы с самопишущими автоматическими потенциометрами, при этом их внутреннее сопр.отивление не превышает 200 Ом.

Величина сопротивления R. составляQ ет обычно несколько кОм или болыпе и может дохогщть до десятков МОм.

Если указатель АПЗ находится на нуле шкалы, его входное сопротивление R в несколько раз превышает 200 Ом. Значит большая часть напряженияjпри-

5 ложенного к Rlj, сопротивление которого составляет О,, приложено к точкам В и Г.

Включение низкромного резистора во входную цепь АПЗ не влияет на его

0 характеристики. По мере отработки АПЗ напряжения исходного смещения его входное сопротивление увеличивается, стремясь к бесконечности, поэтому АПЗ отработает величину напряжения,

5 приложенного к RT, и указатель АПЗ установится в исходное положение. Меняя сопротивление резистора R задают исходное положение указателя АПЗ. При пойвлении напряжения начального

Q смещения во входной цепи АПЗ протекает ток, уменьшающийся до нуля по мере отработки напряжения АПЗ. Этот ток обуславливает возникновение напряжения на R и на R4f которое црис ложено к точкам Б, 3 и минусом к точкам А, Ж.

ПУ4 не реагирует на напряжение такой полярности. Точки 3 и Е не расположеки на общем проводе БЗП2, чтобы не закоротить Ro, по цепи; точка Е,

0 точка 3, точка Б, точка Д. Между точкагли 3 и Е нет элементов схекы, так как в противном случае их будет шунтировать низкоомный резистор R, подключенный к ним таким же образом,

5 Благодаря гальванической развязке входа и выхода ПУ4 эти недопусти-. мые взаимные влияния элементов устройства исключаются.

После установки указателя АПЗ в исQ ходное положение в его входной цепи включены встречно два источника с одинаковыми напряжениями на их клеммах: один с внутренним сопротивлением R.J (точки Д, в), второй с внутрен-,

- ним сопротивлением Я5-(точки В, Г). Напряжение между точками А и Б равно нулю.

При появлении заготовки в поле визирования ППТ1 на его выходе возникает напряжение, приложенное плюсом

в к точке А.и минусом к точке Б. Сра, батывает ПУ4, напряжение на выходе задатчика исходного положения становится равным нулю. Указатель АПЗ отрабатывает величину сигнала, посту5 пающего с ППТ1, начиная от заданного

положения, что уменьшает время отработки.

После отработки сигнала с ППТ1 во входной цепи АПЗ включены встречно два источника с одинаковыми напряжениями на их клеммах: один о внутренним сопротивлением R(точки Аи Б) второй с внутренним сопротивлением R(точки В и Г). Напряжение на точках А и Б равно напряжению сигнала поступающего с ППТ1.

После выхода заготовки из поля визирования ППТ1 во входной цепи АПЗ включен один источник напряжения с .. внутренним сопротивлением R(точки В, Г), напряжение на выходе котс ого уменьшается по мере приближения указателя АПЗ к нулевой отметке шкалы. Следовательно, хотя в этот момент во входную цепь АПЗ сигнал с ППТ1 не поступает, на клеммах ППТ1 и ПУ4 присутствует напряжение, плюсом приложенное к точкам А и Ж, а минусом к точкам Б и 3, амплитуда которого уменьшается-до нуля,

При уменьшении напряжения до величины порога отпускания, ПУ 4 возвра щается э исходное состояние и на

измерительный вход АПЗ подается напряжение начального смещения, т.е. схе-, ма возвращается в исходное состояние.

Бесконтактный задат ик положения имеет малые габариты и может монтироваться в корпусе серийно выпускаемых регистрирующих приборов, например.

автоматических потенциометров типа

ксп.

. Формула изобретения

Устройство дяя измерения температуры, преимущественно заготовок при прокатке, содержащее первичный преобразователь температуры, выходы котс5 ого соединеюл с измерительными входами автоматического потенциометра, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, и упрощения устройства, оно содержит бесконтактный задатчик исходного положения указателя автоматического потенциометра, состоящий из порогового блока.и регулятора его выходного напряжения, причем вход порогового блока подключен к выходу первичного преобразователя: температуры, а выходк регулятору напряжения, при этом один из выходов преобразователя соединен через выходное сопротивление регулятора напряжения с одним из входов автоматического потенциометра.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Меш Л.Д. Усовершенствование контроля температуры металла при прокате.. 1974, № 11, с. 1023.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2528409/18-10, кл. G 0-1 К 13/04, 28.09,77 (прототип

Г

д

К