Многоканальный преобразователь для измерения температуры Советский патент 1982 года по МПК H03K13/20 

(5) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к измерительной технике и автоматике и может найти применение для дистанционного измерения температуры, а также в тензометрии о Известен преобразователь для тенз резисторов, содержащий источник пита ния, тензорезистивный датчик, масштабные усилители, коммутирующие эле менты, интегратор, блоки управления til. Однако при дистанционном измере-. НИИ на результат преобразования указанного преобразователя значительное влияние оказывает сопротивление линий связи, соединяющих датчик с преобразователем „ Наиболее близким к предложенному по техническому решению является многоканальный преобразователь для тензорезисторов, содержащий в каждом канале тензометрические полумосты, подключенные через трехпроводные линии сзязи к коммутатору каналов, источник питания и делитель :напряжения, интегратор тока, компаратор 2. Недостатком этого преобразователя является малая точность преобразования за счет влияния остаточных параметров коммутатора каналов и неполной компенсации сопротивления проводов линии связи. В быстродействующих многоканальных преобразователях, как правило, применяют интегральные коммутаторы, остаточные сопротивления которых составляют Ом, а так как ключк включены последовательно с сопротивлениями линии связи и малым входным сопротивлением интегратора, то вариации остаточных сопротивлений ключей известного преобразователя дают значительную погрешность преобразования. Цель изоб ретения - повышение точности преобразования. Данная цель достигаете тем, что в многоканальном преобразователе для 39 измерения температуры, содержащем п полумостов, каждый из которых вклю чает в себя резистивиый датчик и образцовый резистор, причем датчики выносятся на объект посредством трех проводных линий связи, дифференциальный интегратор тока, выход которого через компаратор подсоединен к первому входу триггера, резистивный делитель, блок управления, три выхода которого соединены с соответствующими Входами разрядного переключателя, триггера и коммутатор, и источник питания, источник питания выполнен в виде источника тока, причем первый выход источника тока через первый нормально замкнутый контакт разрядного переключателя соединен со средней точкой резистивного делителя, а второй выход источника тока через втооой нормально замкнутый контакт разрядного переключателя и коммутатор соединен с датчи ками, при этом первый нормально разомкнутый Контакт переключателя соединен через коммутатор с первыми зажимами образцовых резисторов и через линии связи - с датчиками, а вторые зажимы образцовых резисторов подключены к второму нормально разомкнутому контакту переключателя, причем полумосты соединены параллельно резистивному делителю и подключены к входам интегратора токао На чертеже-представлена функциональная схема преобразователя. Преобразователь содержит А- полумостов, состоящих из и резистивных датчиков температуры 1.1-1.и и И образцовых резисторов 2.1-2.и, равных начальному значению сопротивления датчика. При этом на объект контроля выносятся только датчики U1-1.H, ко торые соединяются с преобразователем трехпроводными линиями связи 3.1-3.VI

Кроме того, в преобразователь входят резистивный делитель, состоящий из постоянных резисторов R1, R2, равных между собой, коммутатор 5, дифференциальный интегратор тока 6, обладающий малым входным сопротивлением, компаратор 7, триггер 8, разрядный переключатель 9 источник тока 10 и блок управления 11.

Преобразователь работает следующим образомс

При опросе, например, первого датчика 1.1 по сигналу с блока управлепротивления линий связи. В связи с этим сопротивления линий связи могут быть существенно увеличены (до 50-100 Ом) при условии равенства сопротивлении проводов в канале. Это позволяет увеличить дальность действия системы без внесения дополнительной погрешности. Ключевые элементы включены последовательно с

большим выходным сопротивлением источника тока, поэтому на результат преобразования они не влияют. Хотя полумосты включены параллель8ния 11 на время TQ замыкается соответствующий ключ коммутатора 5, .а переключатель 9 устанавливается в положение а. Тогда значение входного тока 3 интегратора с учетом сопротивления линий связи определяется выражением Т 1 RX-, 2(2Ro,.. где дКу - приращение датчика, I 1- номинальное значение тока источника 10, RQ - сопротивление образцового резистора, Кд- сопротивление линии связи. По окончании времени Тд ключ размыкается, переключатель 9 устанавливается в положение Ь. На вход интегратора 6 подается ток .-HlRA производящий разряд емкости интегратора. Конечная функция преобразования определяется из равенства J TO. TO+T Ja,a-i-- J о .TO С - емкость интегратора, Т - информативный интервал времени. При достижении выходным напряжением интегратора нуля срабатывает компаратор 7 и подает сигнал на триггер 8, который формирует конец информативного интервала Т. С учетом.(1 )и (2) конечная функЦия преобразования имеет вид Из данного выражения видно, что функция линейна, не зависит от соно друг другу, взаимодействия между ними не будет, так как они включены параллельно практически нулевому входному сопротивлению интег ратора тока.

Таким образом, преобразователь для измерения температуры с помощью резистивных датчиков, расположенных на удаленных объектах, существенно повышает точность преобразования, расширяет динамический диапазон измерения.

Формула изобретения

Многоканальный преобразователь для измерения температуры, содержащий и полумостов, каждый из которых включает в себя резистивный датчик и образцовый резистор, причем датчики выносятся на объект посредством трехпроводных линий связи, дифференциальный интегратор тока, выход которого через компаратор подсоединен к первому входу триггера, резистивный делитель, блок управления, три выхода которого соединены с соответствующими входами раз рядного переключателя, триггера и

516986

коммутатора, и источник питани отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, источник питания выполнен 5 в виде источника тока, причем первый выход источника тока через первый нормально замкнутый контакт разрядного переключателя соединен со средней точкой резистивного дели теля, а второй выход источника тока через второй нормальный замкнутый контакт переключателя и коммутатор соединен с датчиками, при этом первый нормально разомкнутый контакт 5 переключателя соединен через коммутатор с первыми зажимами:образцовых резисторов и через свои линии рвязи с датчиками, а вторые зажимы образцовых резисторов подключены к второго му нормально разомкнутому контакту переключателя, причем полумосты соединены параллельно резистивному делителю и подключены к вхрцам интегратора тока. 25Источники информации,

принятые во внимание .при экспертизе

1, Приборы и системы управления, 1976, N 1, с. 30-31.

2.Авторское свидетельству СССР 30 № 603119, кл. Н 03-К 13/20, 1978.