Цифровой измеритель температуры

 

ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ , содержащий термоэлектрический преобразователь, преобразователь напряжения в интервал времени, входы которого соединены с выходом источника напряжения смещения и высокоомным термоэлектродом термоэлектрического преобразователя, выход подключен к одному из входов блока управления, а управляющий вход сое1динен с выходом генератора опорной частоты и первыми входами двух селекторов, при этом выход первого селектора через схему линеаризации подключен кцифровому отсчетному устройству, а выхода второго селектора соединены с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика, выход которого подключен к блоку управления, соединенному с управляющими входами селекторов, схемы линеаризации и блока индикации полярности, о тличающийся тем, что, с целью снижения погрешности измерения путем уменьшения влияния помех на результат измерения, в него введены два образцовых резистора, выполненных из материала низкоетлного термоэлектрода термоэлектрического преобразователя , переключатель и идентичный дополнительный термоэлектриS ческий преобразователь, высокоомный термоэлектрод которого непосредствен (Л но, а низкоомный термоэлектрод через первый эталонный резистор подключен к входам переключателя, управляющий вход которого подключен к блоку управления, а выходы соединены с входами преобразователя напряжения в интервал времени и источника напряжения смещения, соединенного через второй эталонный резистор с низкоомным термоэлектродом термоэлектрического преобразователя, ND при этом рабочие спаи термоэлектри:л ческих преобразователей соединены :о между собо1К, 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(51) 01 К 7 02

ОГ1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3499466/18 — 10 (22) 12, 10. 82 (46) 23,12.83, -Вюл Р 47 (72) Н. И. Грибок, M.Ì.Äîðoæoâåö, В И,Зорий и В. И;Пуцыло (71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им.Ленинско- го комсомола (53) 536. 53 (088, 8) (56)1.Серьезнов А, Н., Цапенко М, П.

Методы уменьшения влияния помех в термометрических цепях . М, "Энергия", 1960.

2, Авторское свидетельство СССР

9 970133, кл,Ñ 01 К 7/02, 1982, (54)(57) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащий термоэлектричес-. кий преобразователь, преобразователь напряжения в интервал времени, входы которого соединены с выходом источника напряжения смещения и высокоомным термоэлектродом термоэлектрического преобразователя, выход подключен к одному иэ входов. блока управления, а управляющий вход соединен с выходом генератора опорной частоты и первыми входами двух селекторов, при этом выход первого селектора через схему линеаризации подключен к цифровому отсчетному устройству, а выходы второго селектора соединены с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика, выход которого подключен к блоку управления, соединенному с управляющими входами селекторов, схемы линеаризации и- блока индикации полярности, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения погрешности измерения путем уменьшения влияния помех на результат измерения, в него введены два образцовых резистора, выполненных из материала низкоомного термоэлектрода термоэлектрического преобразователя, переключатель и идентичный дополнительный термоэлектрический преобразователь, высокоомный термоэлектрод которого непосредственно, а низкоомный термоэлектрод через первый эталонный резистор подключен к входам переключателя, управляющий вход которого подключен к блоку управления, а выходы соединены с входами преобразователя напряжения в интервал времени и источника напряжения смещения, соединенного через второй эталонный резистор с низкоомным термоэлектродом термоэлектрического преобразователя, при этом рабочие спаи термоэлектрических преобразователей соединены между собой, 1062534

Изобретение относится к электротермометрии и может быть использовано при построении помехозащишенных цифровых измерителей темпе ратуры, работающих в комплекте с тер- 5 моэлектрическими преобразователями.

Известно устройство для измерения температуры, содержащее трехэлектродную термопару, два одноименных термоэлектрода которой подключены к первичной обмотке трансформатора, а вторичная обмотка соединена последовательно с термопарой и входом вторичного прибораtlj .

Недостатком этого устройства является низкая помехоустойчивость 15 при действии несимметричных и импульсных помех.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является цифровой измеритель температуры, 70 содержащий термоэлектрический преобразователь, преобразователь напряжения в интервал времени, входы которого соединены с выходом источника напряжения смещения и высоко- 75 омным термоэлектродом термоэлектрического преобразователя, выход подключен к одному из входов блока управления, а управляющий вход соединен с выходом генератора опорной частоты и первыми входами двух се. лекторов, при этом выход первого селектора через схему линеаризации подключен к цифровому отсчетному устройству, а выходы второго 35 селектора соединены с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика, выход которого подключен к блоку управления, соединенному с управляющими входами селекторов, схемы линеаризации и блока индикации полярности (2), Однако это устройство не защищено от влияния на результат измерения несимметричных электромагнит- 45 ных помех, что ведет к повышению погрешности измерения, Целью изобретения является снижение погрешности измерения путем уменьшения влияния помех на результат иэмеренияь

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой измеритель температуры, содержащий термоэлектрический преобразователь, преобразователь напряжения в интервал времени, входы которого соединены с выходом источника напряжения смещения и высокоомным термоэлектродом термоэлектрического преобразователя, выход подключен к одному из 60 входов блока управления, а управляющий вход .соединен с выходом генератора опорной частоты и первыми входами двух селекторов, при этом выход первогЬ селектора через схе- 65 му линеаризации подключен к цифровому отсчетному устройству, а выходы второго селектора соединены .с суммирующим и вычитающим входами . реверсивного счетчика, выход которого подключен .к блоку управления, соединенному с управляющими входами селекторов, схемы линеаризиции и блока индикации и полярности, введены два образцовых резистора, выполненных из материала низкоомного термоэлектрода термоэлектрического преобразователя, переключатель и идентичный дополнительный термоэлектрический преобразователь, высокоомный термоэлектрод которого непосредственно, а низкоомный термоэлектрод через первый эталонный резистор подключены к входам переключателя, управляющий вход которого подключен к блоку управления, а выходы соединены с входами преобразователя напряжения в интервал времени и источника напряжения смещения, соединенного через второй эталонный резистор с низкоомным термоэлектродом термоэлектрического преобразователя, при этом рабочие спаи термоэлектрических преобразователей соединены между собой

На чертеже представлена блоксхема цифрового измерителя температуры, Цифровой измеритель температуры содержит термоэлектрический преобразователь 1, дополнительный термоэлектрический преобразователь

2, идентичный преобразователю 1, переключатель 3, источник 4 напряжения смещения, преобразователь 5 напряжения в интервал времени, блок 6 управления, генератор 7 опорной частоты, первый и второй се лекторы 8 и 9, реверсивный счетчик 10, схему 11 линеаризации, цифровое отсчетное устройство 12, блок 13 индикации полярности, образцовые резисторы 14 и 15,,выполненные из материала.низкоомных термоэлектродов термоэлектрических преобразователей, Сопротивления резисторов 14 и 15 выбраны таким образом, что суммарное сопротивление резистора и низкоомного термоэлектрода термоэлектрического преобразователя равно, сопротивлению высокоомного термоэлектрода, Устройство работает в два цикла следующим образом, В исходном состоянии реверсивный счетчик 10 установлен в нулевое состояние. В первом такте первого цикла измерения по команде с блока 6 управления переключатель

3 устанавливается в положение 1 (нижне на чертеже) и производится

1062534 измерение напряжения смещения Uq и напряжения эквивалентной помехи 0 »

Так как электроды термоэлектрических преобразователей соединены последовательно встречно, то выходное напряжение термоэлектрических преобразователей в первом цикле равно нулю На протяжении времени, пропорционального U< =U<4U» во

» втором такте, выход генератора 7 .опорной частоты подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика 10, .в результате чего в последнем записывается N, ймпульсов:

Н» =Т» о Ка (1) и +"см+ ") ° (1) где Т„ — времеййой интервал; — частота следования импульсов генератора опорной частоты;

Кц " коэффициент аналого-цифрового преобразования;

60 — аддитивная составляющая погрешности, приведенная к входу

В первом такте-второго цикла измерения по команде с блока 6 управления переключатель 3 переводится в положение П (верхнее на чертеже) и производится измерение суммы напряжений, г» +" T) +Uñì + 0 (2) где U P(— вйходное напряжение термоэлектрических преобразователей;

0»»1 в напряжение эквивалентной помехи во втором цикле, Напряжение Up преобразуется во временной интервал Одновременно с началом второго такта второго цикла измерения на вычитающий вход ! реверсивного счетчика 10 с генерато.ра 7 опорной частоты начинают поступать счетные импульсы. Блок 6 управления фиксирует момент времени перехода реверсивного счетчика 10 через ноль и момент времени окончания формирования временного интервала преобразования- напряжения в интервал времени В промежутке между этими событиями по команде с блока 6 управления выход генератора 7 опорной частоты подключается к входу схемы 11 линеаризации.

В течение второго такта второго цикла измерения на вход реверсивно го счетчика 10 импульсов пройдет

Н импульсов3

М =Tz fî Кф (U (Т) +ОП +U Ä+aU) (3) Так как реверсивный счетчик переходит через нулевое состояние после поступления на его вычитающий вход

1»» импульсов, то промежуток времени между сигналом начала преобразования и переходом реверсивного счетчика 10 через нуль равен Т», а промежуток времени, в течение которого на вход схемы 11 линеаризации поступают импульсы с выхода генератора 7 опорной частоты, равен Т =Т -Т .

20 За это время через схему 11 линеаризации на цифровое отсчетное устройство 12 поступает ) импульсов:

N> Tq f >=Nz N» -K> (U(T)+U>>-Ц»») (4)

Из выражения (4) видно, что если

25 осуществить такой режим подключения входных цепей, чтобы U»»- =»»»»» результат измерения напряжения на выходе термоэдектрических преобра/ зователей лишен влияния помех как

30 искаженных, так и неискаженных, Как показывают простые расчеты, при данной схеме включения термо,электрических преобразователей и указанных значениях сопротивлений

35 резисторов 14 и 15 напряжения .помех 0п» и UnZ равны между собой как при симметричной, так и несимметричной входной цепи преобразователя напряжения в интервал времени, 40 поэтому конечный результат изменения не зависит от интенсивных поме,х, Наличие в цифровом измерителе дополнительного термоэлектрического преобразователя, переключателя и образцовых резисторов позволяет уменьшить влияние помех на результат измерения и тем самым повысить точность измерения;

1062534

ВНИИПИ Заказ 10207/42 Тираж 873 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óærîðñä,óë,Ëðoåêòíàÿ,4