Преобразователь температуры в частоту Советский патент 1982 года по МПК G01K7/21 G01K7/32 

(5t) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ В ЧАСТОТУ

Преобразователь предназначен алп использования в измер 1тельной технике, в частности для измерения температуры с помошью термометров сопротивления. Известны различные схемы . преобразователей сопротивления термоиатчика в сигнал, удобных для измерения. Известен способ преобразования сопротиы1е1гая в период или частоту колебаний реализованный в схеме содержащей датчик, при изменети сопротивления которого изменяется период релаксационных колебаний генератора на двухбазовом диоде. Конденсатор является время- задающим элементом Г Ц. Недостаток данной схемы состоит в невысокой Точности измерений, вызывае мой влия1гием изменяющихся парйметров активного элемента на период колебаний. Наиболее близкой по технической cytit ности и абстигаемому результату к преа лагаемому изобретению является схема вpe nимпyльcнpгo иэмр рителя температур, содержачшя VK:T04HHK постоянного напр яжений, последовательно соединенные ограничительный резистор и термо датчик, включенный на вход дифференциального усилителя, выход которого соединен с одним из входов блока сравнения, другой вход которого соединен с выходом генератора экспоненциального напряжения, триггер, входы которого соединены с выходом генератора тактовых импульсов и блока сравнения 2. Недостатком устройства является сложность его схемной реализации, причем при отклоне ши сигнала генератора экспоненциального напряжения от экспоненты, вносится ошибка в преобразование. Исключение ГЭН их схемы суживает диапазон измеряемых температур. Цель изобретения - повышение точности преобразования в широком диапазоне текшератур окружающей феды и упрощение схемы преобразователя. Указанная цель достигается тем, что в преобразователь температуры в частоту следования импульсов, содержаший гермоааггпж, источтш постоянного(ш пряже ття, блок сравнет1Я, генератор тактовых импульсов, ввеаены ава ключа, целитель на сопротивлениях и конзенсатор, включенный послеаовательно с термоаатчиком, образующим вместе с делителем на сопротивлениях мост, одна диагональ которого подсоединена к источнику постоянного напряжения, ,а другая - к входам блока сравнения,

причем один из ключей подключен параллельно конденсатору, а другой включен на выходе блока сравнения, а их упра&ляюшие входы соединены с выходами генератора тактовых импульсов.

На фиг. 1 приведена блок-схема преобразователя; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие принцип его работы. .,

Преобразователь содержит источник 1 постоянного напряжения, термоцатчик 2, конденсатор 3, делитель 4 и 5 на сопротивлениях, которые вместе с термодатчиком образуют мост, блок 6 сравнения, генератор 7 тактовых импульсов, два ключа 8 ti О на полевых транзисторах.

Схема работает следующим образом.

При наличии импульсов на выходе ГТИ ключ 8 закорачивает на землю конаенсатор 3, а ключ 9 отключает с выхода преобразователя, при отсутствии импульса начинается заряд ем.кости 3, а также появляется сигнал на выходе преобразователя при срабатывании ключа 9, по цостижении н апряжения на конденсаторе значения, заданного делителем 4 и 5 , происходит onpOKfrдывание компаратора и сигнал выходе схемы пропадает. Длительность импульса на выходе схемы зависит от величины сопротивления термодатчика 2. Величина порога срабатывания компаратора выбирается примерно на порядок меньше велишны напряжения источнк- . ка постоянного напряжения, при этом, можно с большой точностью считать, что конденсатор заряжается линейно.

Временные диаграммы, приведенные на фиг. 2 поясняют принцип работы пр&образователя: а) напряжение на выхоце генератора тактовых импульсов , б) напряжение на конпенсатрре 3-, в) сигнал на выходе компаратора; г) гходное на- пря кение схемы.

Как випно из янализа схемы преобразователя погрешногть измерения опр&депяртгя нпгтп ильностью элементов

моста и входных характеристик блока сравне1гая.

Предлагаемый преобразователь является составной частью многоканальной бесконтактной системы измерения температуры на лопатках мощных турбомашин, которая размещается в центральном сверлении ротора. Преобразователь, испольгзуемый в указанномустройстве обладает простотой, высокой надежностью, устойчиво работает при температуре окружакяцей среды до 1 и в то же время обеспечивает высокую точност. измерения температуры в широких преде-tax (от до 1ОО°С).

Применение преобразователя в радиотелеметрической системе, предйазначе ной для термометрирования лопаток мощных трубомашин позволяет увеличить надежность и точность работы системы, а,следовательно, получить более полные и точные сведе тя о температурном состоянии лопаток турбомашины и, таким образом, повышает надежность и время безаварийной работы турбины.

Формула изобрете-ния

Преобразователь температуры в часто0 ту, содержащий термодатчик, источник постоянного напряжения, блок сравнения, генератор тактовых импульсов, о-т л и чающийся тем, что, с целью повыщения точности преоб$эазоваиия в широком диапазоне температур окружающей средь и упрощения схемы преобразователя, он дополнительно содержит лелитель на сопротивлениях, два ключа и кон денсатор, включенный последовательно с термодатчиком, образующим вместе с делителем на сопротивлениях мост, одна диагональ которого подсоединена к источнику постоянного напряжения, а другая к входам блока сравнения, причем один из ключей подключен параллельно конденсатору, а другой включен на выходе блока сравнения, а их управляющие входы соединены с выходами генератора такт1. вых импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2. Зорий В. И. и др . Цифровой времяимпульсный измеритель температуры. Приборы и системы управления. 1 078 (прототип).