Устройство для измерения температуры

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Саавтскнк

Соцналнстнчвекнк

Рвслублнн

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 0601,82 (21) 3378364/18-10 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет—

Опубликовано 2802,83. Бюллетень № 8

151) М Кп з

G 01 К 7/24

Государственный комитат

СССР но делам изобретений и открытий

)33) УДК 536.532 (088. 8р

Дата опубликования описания 280283 - - (" Ь),„ у 1

A.M. Хакимов и В.С. Королькбв „: - ="":Т.,;;..., Октябрьский филиал Всесоюзного нау тна;. " ."3,4 исследовательского и проектно-конструкто института комплексной автоматизации нефтяной и гаэовой промышленности (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

20

Изобретение относится к электро- измерительной. технике и может быть использовано при создании устройств для измерения температуры с применением термометров сопротивлении с нелинейной характеристикой.

Известно устройство для измерения температуры, содержащее термореэистор, мостовую измерительную схему, усилитель обратной связи с резистором и дополнительный резистор I 1).

Недостатком известного устройст-. ва является то, .что выходной сигнал представлен в аналоговой форме и не обеспечивает непосредственную обработку информации в цифровых вычислительных системах.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для измерения температуры. содержащее терморезистор, включенный в одно иэ плеч измерительного моста, в другие плечи которого включены постоянные резисторы, подключенные через ключи к дифференциальному входу аналого-цифрового преобразователя двухтактного интегрирования, два счетчика, управляющий вход одного из них соединен с выходом аналогоцифрового преобразователя, а их выходы — с управляющими входами ключа управляемый делитель частоты, выход которого соединен с одним из входов счетчика, генератор тактовых импуль" сов, соединенный с входами одного иэ частотных и управляемого делителя частот (2).

В известном устройстве линеариэация характеристики терморезистора производится за счет применения управляемого делителя частоты, который имеет многопроводную связь со очвтчиком, что усл-жняет устройство.

Цель изобретения — упрощение известного устройства.

Цель достигается тем, что в из вестное устройство введены последовательно соединенные дополнительные резистор и ключ, включенные параллельно резистору измерительного мос" та, смежному с терморезистором, при этом управляющий вход дополнительного ключа соединен с одним из выходов аналого-цифрового преобразователя.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит мостовую измерительную схему 1, состоящую иэ

100078 1 терморезистора 2 с градуировочной характеристикой вида

R = R (1+ At — Bt ), (1)

5 где Во начальное сопротивление терморезистора;

A и  — постоянные коэффициенты„ измеряемая температура, постоянного резистора 3 с номиналь ным Ro, постоянных резисторов 4 и 5 с номиналами k йо, дополнительный резистор 6 с номиналом n-.R ключи

7 и 8, дополнительный ключ 9, аналого-цифровой преобразователь 10 двухкратного интегрирования, гене- 15 ратор 11 и счетчик 12.

Устройство работает следующим образом.

Аналого-цифровой преобразователь

10 работает под управлением тактовых 2О импульсов генератора 11. На первом шаге интегрирования на время Т1 по сигналу с управляющего выхода аналого-цифрового преобразователя 10 открывается ключ 7, в результате чего 25 напряжение диагонали ctb измерительного моста 1, равное

U =U k + o, (2)

Г и Ч7Т ГА 7

30 где U — напряжение источника питаи ния мостовой измерительной схемы, подается на дифференциальный вход аналого-цифрового преобразователя 10, который производят интегрирование этого напряжения.

По истечении времени Т первый шаг интегрирования завершается и начинается второй шаг. При этом . 4О ключ 7 закрывается и по сигналу с выхода аналого-цифрового преобразователя 10 разрешается счет импульсов от генератора 11 счетчику 12 и открываются ключи 8 и 9, в результа- 45 те чего на дифференциальный вход аналого-цифрового преобразователя

10 подается напряжение с плеча СЬ измерительного моста 1, равное

5О

0с =() Ми (1 1и о 3) св- и ((„, =(1и

Ро

kn где m

При этом производится интегриро55 вание напряжения О з, имеющего по лярность, обратную полярности напряжения 0с112.

Аналого-цифровой преобразователь

10 построен по принципу двухтактного интегрирования, .при котором дли— тельность второго такта интегрирования опрелеляется »о формуле

T T U

0.2 . 65 где U„ H U> — напряжения, прикладываемче к диффен рциальному входу аналого-цифрового преобразователя на первом и втором тактах интегрирования соответственно.

В данном случае

01 = Осф;

U 2 0СЬ

Тогда длительность второго такта интегрирования определяется по формуле т = т„

По окоычании второго такта интегрирования ключи 8 и 9 размыкаются и запрещается счет импульсов счетчику 12. На этом цикл измерения завершается. В результате в счетчике 12 остается код числа импульсов, накопленного в течение второго такта. интегрирования, который пропорционален величине измеряемой температуры. С учетом градуировочной характеристики (1) терморезистора и при соблюдении условия

А m + B(1+m)

Я (6) формулу (5) можно привести к виду т =т (.А wЬ(1+в)1(A Ь0+в)1

А 1и ЦНн ) ((5%-,1 1+ ) -(SIA ))62

Я.

A -ЬИ+ 1) ЬГА2-Ь(1н)

1 (М

А 63+vn) A2((+ ) беэ учета второго слагаемого,в фигурных скобках формулы (7) можно получить

СА " Ь(" )3tA-ь(")3 )

А 1и ((+ил ) Поскольку справедливы выражения (9) тл =fî N4 1 т =f и 2 О 2 (10) где f — частота генератора 11; й„ и 4 — число импульсов, выработанных генератором 11 за время Т,1 и Т соответственно, формула (8) преобразуется к виду

СА2И Ь((.ИСA-Ь(1) N2=8) () (1 1 ) Таким образом, в счетчике 12 за один цикл измерения зафкисируется

N2 импульсов, число которых пропорционально измеряемой температуре.

Погрешность измерения определчеч— ся вторым слагаемым, стоящим в фи1000787

Составитель Н. Горшкова

Редактор М. Янович Техред.Т.Маточка Корректор Н. Король

Заказ 1361/40 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 м

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 гурных скобках формулы (7) и не превышает эначения — 8(1 8 и a2.

+ ) с тООЬ. (.)2) л

Например, при использовании - плати- 5 нового термометра сопротивления, у которого

А=3,.96847 10 1/град, 8=5,847 10 1/град го в диапазоне температур от 0 до 150 С и коэффициенте m = 50, погрешность не будет превышать -0,075% и ею при измерениях платиновыми термометрами сопротивления можно пренебречь. )5

Использование дополнительных ключа и рези тора позволяет исключить из устройства для измерения температуры управляемый делитель, который является более сложным. Эко- о номический эффект от внедрения уст-. ройства для измерения температуры достигается за счет упрощения известного устройства. Например, внедрение предлагаемого устройства в серийно выпускаемые приборы НОРД-ЭЗМ ориентировочно даст годовой экономический эффект до 5 тыс. руб.

Формула изобретения

3 устройство для измерения темпера- щ() туры, содержащее терморезистор, включенный в одно нэ плеч измерительного моста, в другие плечи которого включены постоянные резисторы, подключенного через ключи.к дифференциальному входу аналого-цифрового преобразователя двухтактного интегри.— рования, счетчик, управляющий вход которого соединен с выходом аналогоцифрового преобразователя, и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен со счетным входои счетчика и с тактовым входом аналогоцифрового преобразователя, о т л ив ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения, в него введены последовательно соединенные дополнительные резистор и ключ, включенные параллельно резистору измерительного моста, смежному с терморезистором, при этом управляющий вход дополнительного ключа соединен с одним из. выходов аналого-цифрового преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 428230, кл. G 01 K 7/00, 1972.

2. Мозговой A.Ä. О линеаризации характеристики платинового термомет- ра сопротивления — "Известия высших учебных заведений МВ и СС0 СССР", Приборостроение, 1979, т. 22, Р 10, с. 86-89 (прототип).