Устройство для измерения показателя тепловой инерции термодатчика

 

ОПИСАНИЕ ыыи

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскнк

Соцналнстнческнз

Респубпнк

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (Б1) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 140182 (21) 3381905/18-10

1311 М. Кп.3

G 01 К 15/00 с присоединением заявки ¹Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 2&0?83. Бюллетень ¹ 8 (53) УДК536. 532 (088. 8) Дата опубликования описания 2&0283

В.В. Дунец, Н.Г. Ковальчук,, И.Д. Пытель и 3I.N. Ти енко! " 1 Ц с

Львовский ордена Ленина поли!технический!;инстнфт им. Ленинского котнеомола,,„!!! (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ТЕПЛОВОЙ

ИНЕРЦИИ ТЕРИОДАТЧИКА

Изобретение относится к электро- . измерительной технике и может быть использовано в теплотехнических измерениях, например при измерении показателя тепловой инерции (ПТИ) промышленных термодатчиков (термопар, термометров сопротивления) в лабораторных и промышленных условиях.

На практике часто возникает потребность измерить за короткой промежуток времени значения ПТИ термодатчиков, например, при автоматической сортировке.

Известно устройство для измерения ПТИ, содержащее дифференциатор, логарифмический усилитель, запоминаю-. щую ячейку с ключевым устройством на входе, регистрирующее устройство, вычитающее устройство, генератор временных интервалов и вторую запоминающую ячейку с ключевым устройством на входе (1 j.

Недостатком данного устройства являЕтся его сложность и низкая точность, обусловленная тем, что дифференцирующее звено является фильтром верхних частот, который легко пропускает высокочастотную помеху, а полезный сигнал, находящийся в диапазоне нижних частот — ослабляется.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для измерения показателя тепловой инерции термодатчиков, содержащее соединенные последовательно усили- тель, компаратор, блок управления и ключ, соединяющий генератор счетных импульсов со счетчиком импульсов и блоком индикации, источник опорного напряжения (2) . !

Недостатком устройства является" низкая точность измерения ПТИ вследствии влияния нескомпенсированного сигнала, пропорционального темпера-. туре среды остывания. Кроме того, влияние помехи существенно искажает результат измерения.

Цель изобретения — повышение точности измерения ПТИ термодатчика.

Поставленная цель достигается тем что в устройство, содержащее соединенные последовательно усилитель, компаратор, блок управления и ключ, соединяющий генератор счетных импульсов со счетчиком импульсов и блоком индикации,.источник опорного напряжения, введены два дополнитель1000791 ных компаратора, а также делитель напряжения, формирователь импульсов и блок выделения помехи, выход которого через формирователь импульсов соединен со стробирующими входами трех компараторов, один входы которых соединены с выходом усилителя, а другие входы — соответствующими выходами делителя напряжения, включенного на выходе источника опорного напряжения, причем выход одного из двух дополнительных компараторов соединен с вторым входом блока управления, а выход другого дополнительного компаратора — с вторым входом блока индикации.

15

U(t) k(U + (U< — 0и) еЕ ) 60 где k — коэффициент усиления усилителя;

U<- напряжение, пропорциональное исходной температуре;

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит усилитель 1, выход которого соединен с одними из входов компаратора 2 и двух дополнительных компараторов 3 и 4, другие входы которых соединены с соответствующими выходами делителя 5 напряжения, включенного на выходе источника .6 опорного напряжения, а стробирующие входы которых соединены через формирователь 7 импульсов с блоком 8 выделения помехи, при этом выходы компараторов 2 и 3 соединены с двумя входами блока 9 управления, Зр на выходе которого включен ключ 10, соединяющий генератор 11 счетных импульсов со счетчиком 12 импульсов и блоком 13 индикации, а выход второго дополнительного компаратора 4 35 соединен с блоком 13 индикации.

Устройство работает следующим образом.

К входу устройства подсоединяется исследуемый термодатчик, который 4р находится в среде с определенной температурой. Изменяют потенциометром делителя напряжения выходное напряжение до тех пор, пока на световом табло не высветится Скомпенсирова- 45 но", при этом происходит компенсация исходной температуры среды и уста. навливается опорное напряжение для трех компараторов. Затем. термодатчик переносят в среду с высшей температурой и выдерживают его в ней пока в термодатчике не закончатся нестационарные процессы, после чего термодатчик переносят в исходную температуру. Выходное напряжение усилителя изменяется по затухающей экспоненте с постоянной времени, равной показателю тепловой инерции термодатчика

0„ — напряжение, пропорциональ. ное высшей температуре; постоянная времени термодатчика;

t — текущее время, В момент времени t, когда выходной сигнал усилителя достигает значения напряжения, равного первому опорному уровню т.е. срабатывает первый компаратор, при этом открывается ключ и на вход счетчика от генератора счетных импульсов начинают поступать импульсы.

В момент времени t<, когда выходной сигнал усилителя достигает второго опорного уровня, равного (kU< +E@), сформированного на делителе. напряжения, срабатывает второй компаратор и закрывается ключ, который прекращает подачу импульсов на счетчик импульсов.

-с /г1

U (с) =k ((0н (΄— U ) е J=kU„+ Ев

-+ (z -Ф,! г -ь+/z

Поскольку е = .е,. е где

-E

Е „е =E> . то

Делителем напряжения задается определенное соотношение между Е и

Е -,= m, тогда Ь t = Г8И а.

Е

В. Ев

При m=2,73 то 7:=Ьс, т.е. промежуток времени между срабатыванием первого и второго компараторов пропорционален постоянной времени термодатчика.

Для уменьшечия погрешности от помехи стробирующие входы компараторов синхронизированы импульсами, сформированными в блоке выделения помехи. В момент, когда напряжение помехи проходит через нуль, формируется импульс, который разрешает работу компаратора. При этом погрешность определения моментов времени t u

t составляет 0 — 20 миллисекунд, что по сравнению с измеряемым показателем тепловой инерции ничтожно мало.

Технико-экономический эффект от использования предлагаемого устройства в народном хозяйстве обусловлен повышением точности измерения показателя тепловой инерции термодатчиков в заводских условиях при их автоматической сортировке, экспресс анализа и т.д.

Повышение точности измерения ПТИ термодатчиков дает во-.м(> ность стро1000791!

Формула изобретения

-Составитель Н. Горшкова

Редактор И. Янович Техред Т.Иаточка Корректор Н. Король

Заказ 1361/40 Тирам 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал HHFJ "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ить оптимальные системы регулирования и защиты объектов, например теплоэнергетическне, а также позволяет работать этим объектам в более экономических режимах. Кроме того, позволяет подбирать идентичные пары тер" модатчиков для измерителей электрической мощности, что уменьшает погрешность измерения мощности.

Устройство для измерения показагеля тепловой инерции термодатчика, =одержащее соединенные последовательно усилитель, компаратор, блок уп- — 35 равления, а также -ключ, соединяющий генератор счетных импульсов со счетчиком импульсов и блоком индикации, источник опорного напряжения, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с р целью повышения точности измерения, а него введены два дополнительных компаратора, а также делитель напряжения, формирователь импульсов и блок выделени я помехи, выход которого через формирователь импульсов .соединен со стробирующимн входами трех компараторов, одни входы которых соединены с выходом усилителя, а другие входы - с соответствуняцими выходами делителя напряжения, вклю" ченного на выходе источника опорного напряжения, при этом выход одного нз двух дополнительных компараторов соединен с вторым входом блока управления, а выход другого дополнительного компаратора — с вторым входом блока индикации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 757879, кл. G 01 К 15/00, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

В 765674, кл. G 01 K 15/00, 1978 (прототип).