Устройство для измерения темпера-ТуРы Советский патент 1981 года по МПК G01K7/01 

Изобретение относится к термомет рии. Известно устройство для измерения температуры, содержащее первичный преобразователь температуры, измерительный преобразователь , генератор опорной частоты, управляющий ключ Cl Однако известное устройство не обладает требуемой точностью из-за погрешности, обусловленной дрейфом градуировочной характеристики нервичного преобразователя температура. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения теошературы содержащее первичный преобразователь температуры, подключенный к первому входу сумматора, выход которого соединен со входом измерительного щ еобразователя, и функциональный преобразователь, к первому входу которого подключен счетчик.времени наработки первичного преобразователя температуры, состоящий из соединенны последовательно генератора опорной частоты, делителя, управляющего ключа и счетчика импульсов, выход которого подключен к выходу счетчика вре мени наработки, а второй вход - ко входу счетчика времени наработки, ко второму входу которого подсоединен второй вход управлякзщего ключа, подключенного третьим входом к выходу генератора опорной частоты t2. Однако известное устройство не обладает требуемой точностью измерения, так как оно обеспечивает коррекцию временного дрейфа градуировочной характеристики первичного преобразователя только при постоянной температуре эксплуатации. Цель изобретения - повышение точности измерения и расширение функциональных возможностей. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены схема задержки и соединенные последовательно двойной интегратор по времени и температуре, второй функциональный преобразователь/ второй ключ, запоминающий блок, блок сравнения, триггер, формирователь и третий ключ, четвертый ключ, второй запоминающий блок/ соединенные последовательно дифференциатор и второй форкшрователь, выход которого подключен ко входам второго ключа, триггера,счетчика времени наработки первичного преобразователя температуры/ четвертого ключа/ второго функционгшьного преобразователя и двойного интегратора, остальные входы которого подсоединены к выходу счетчика наработки времени и схемы задержки, а выход подключен ко второму входу четвертого ключа, подсоединенного выходом ко второму запоминакнцему блоку, выход которого подключен ко входу сумматора и второму входу третьего ключа, подсоединенного выходом к установочному входу двойного интегратора, причем выход измерительного преобразователя подключен к дифференциатору и схеме задержки, соединенной выходом с функциональным преобразователем, выход которого подключен ко входу двойного интегратора, при этом выход второго функционального преобразователя соединен со входом блока сравнения, а выход триггера подключен ко второму входу счетчика времени наработки преобразователя температуры.

Причем второй функциональный преобразователь выполнен в виде интегратора по времени.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит первичный преобразователь 1 температуры, сумматор 2, измерительный преобразователь 3, схему 4 задержки, функциональный преобразователь 5, счетчик б ,времени наработки первичного преобразователя температуры, генератор 7 опорной частоты,делитель 8, управляклций ключ 9, счетчик 10 импульсов, двойной интегратор 11 второй функциональный преобразователь 12, второй ключ 13, запоминающий блок 14, блок 15 сравнения,триггер 16, первый формирователь 17, третий- 18 и четвертый 19 ключи, второй запоминаюошй блок 20, дифференциатор 21, второй формирователь 22.

Устройство работает следующим образом.

При измерении неко±орой постоянно температуры сигнгш из первичного преобразователя 1 температуры (ППТ 1) через сумматор 2 поступает на измерительный преобразователь 3. С выхода измерительного преобразователя 3 значение измеряемой температуры через схему 4 задержки поступает на первый вход функционального преобразователя 5, на второй вход которого поступает сигнгш из счетчика 6 времени, соответствующий времени эксплуатации ППТ 1 при измеряемой температуре. При этом на выходе функционального преобразователя 5 формируется сигнал, представляющий собой некоторую функцию двух переменных, являющуюся реализацией математической модели дрейфа,представленной, например, в форме полного дифферен° циала. Этот сигнал интегрируется по времени и температуре в двойном интеграторе 11 и через четвертый ключ

19 и второй запоминающий блок 20 по-ступает на вход сумматора 2, производя коррекцию дрейфа характеристики ППТ 1 согласно математической модели дрейфа ППТ, реализуемой функциональным преобразователем 5 и интегратором 11. При изменении температуры по команде дифференциатора 21 второй формирователь 22 закрывает с помощью ключей 13 и 19 входы запоминающих

блоков 14 и 20, сбрасывает интеграторы 11, 12 и счётчик импульсов 10, а также перебрасывает триггер 16. Триггер 16 переключает ключ 9, и на счетчик 10 начинают поступать импульсы высокой частоты. При этом на

вход функционального преобразователя 5 поступает новое значение температуры и ускоренно изменяющееся время. Это вызывает быстрое изменение выходной функции функционального

преобразователя 5, интегрируемой интеграторами 11 и 12 (в соответствии с ускоренно изменяющимся временем до достижения равенства интегралов функции коррекции дрейфа ппт 1 до и

после изменения, температуры. Равенство интегралов Фиксируется с помощью блока 15 сравнения по равенству выходных сигналов интегратооа 12 и запоминаклцего блока 14 По достижении

такого равенства блок 15 сравнения

возвращает триггер 16 в исходное состояние, а первый формирователь 17 с помощью ключа 18 переписывает предццущее значение корректирукхаего воздействия из запоминающего блока 20

в интегратор 11. В результате в счет чике 10 импульсов оказывается записанным качественно новое значение времени наработки, т.е. эквивалентное время наработки, вычисленное из ус

ловня равенства интегралов функции корракхши до н после изменения температуры, v Само напряжение коррекции в этот момент не изменяется, но дальнейший характер его изменения

во времени уже определяется новым значением температуры и новым значением эквивалентного времени.

При новом изменении температуры перерасчет времени происходит вновь,

что позволяет учесть предысторию процесса дрейфа ППТ 1 и тем самым повысить точность коррекции погрешности при изменяющихся температурах.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры, содержащее первичный преобразователь температуры, подключенный к первому входу суьшатора, выход которого соединен со входом измерительного преобразователя, и функциональный преобразователь, к первому входу которого подключен счетчик времени наработки первичного преобразователя температуры, состоящий из последовательно соединенных генератора опорной частоты,делителя, управляющего ключа и счетчика .импульсов, выход которого подключен к выхо ду счетчика времени наработки преобразователя температуры, а второй вход - ко входу счетчика времени, наработки, ко второму входу которого подсоединен второй вход упразляхкцеfо ключа, подключенного третьим входом к выходу генератора опорной частоты, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения функциональных возможностей, в устройство введены схема задержки и соединенные последо вательно двойной интегратор по време ни и температуре, второй функциональ ный преобразователь, второй ключ, за поминающий блок, блок сравнения, три гер, формирователь и третий ключ, четвертый ключ, второй запоминающий блок, соединенные последовательно дифференциатор и второй формировател выход которого подключен ко входам второго ключа, триггера, счетчика вре мени наработки первичного преобразователя температуры, четвертого ключа, второго функционального преобразователя и двойного интегратора, остальные входы которого подсоединены к выходу счетчика наргкботки времени .. и схемл задержки, а выход подключен ко второму входу четвертого ключа, подсоединенного выходом ко второму запоминающему блоку, выход которого подключен ко входу сумматора и второму входу третьего к.п1оча, подсоединенного выходом к установочному входу . двойного интегратора, причем выход измерительного преобразователя подключен к дифференциатору и схеме задержки, соединенной выходом с функциональным преобразователем, выход которого подключен ко входу двойного интегратора, при этом выход второго функционального преобразователя соединен со входом блока сравнения, а выход триггера подключен ко второму входу счетчика времени наработки преобразователя температуры. 2. Устройство ПОП.1, о т л и чающееся тем, что второй функциональный преобразователь выполнен в виде интегратора по времени. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 337662, кл. G 01 К 7/10, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР 607115, кл. G 01 К 7/00, 15.11.74 (прототип).