Устройство для измерения показателя тепловой инерции термопреобразователя

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ТЕПЛОВОЙ ИНЕРЦИИ ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ , содержащее усилитель , выход которого через три ключа подключен к входам трех блоков памяти, генератор импульсов, четвертый ключ, paicnpeделитель импульсов , первый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены с управляющими входами соответствующих ключей , отличающеес я тем, что, с целью повыщения точности измерения, в него введены интегратор с четырьмя резисторами на входе, счетчик импульсов с цифровым индикатором, три дополнительных ключа и компаратор, вход которого соединен с выходом интегратора , а выход подключен к первым управляющим входам дополнительных ключей и второму управляющему входу четвертого ключа, соединяющего выход генератора импульсов с входом счетчика импульсов, при этом выходы первого и третьего блоков памяi ти через первый и второй дополнительные ключи, а выход второго бло (Л ка памяти через третий н четвертый дополнительные ключи подключен к входным резисторам интегратора, причем третий выход распределителя импульсов соединен с вторыми управляющими входами второго и третьего дополнительных ключей, а четвер00 тый выход - с вторыми управляющими входами первого и четвертого допол .U нительных ключей.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) З(11 G 01 К 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:, К ABTOPGX0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3545262/18-10 (22) 20.01.83 (46) 23.03.84. Бюл. В 11 (72) Н.Г, Ковальчук, Е.С. Полищук, Г.Я. Продоус, И.Д. Пытель и Л.М. Тищенко (71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола и Луцкий приборостроительный завод им, 60-летия СССР (53) 536.53(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 655912, кл. G 01 К 15/00, 1977.

2. Авторское свидетельство CCCP

11 934253, кл. (01 К 7/14, 1980 (прототип). г (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПОКАЗАТЕЛЯ ТЕПЛОВОЙ ИНЕРЦИИ ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ, содержащее усили" тель, выход которого через три ключа подключен к входам трех блоков памяти, генератор импульсов, четвертый ключ, распределитель импульсов, первый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены с управляющими входами соответствующих ключей, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены интегратор с четырьмя резисторами на входе, счетчик импульсов с цифровым индикатором, три дополнительных ключа и компаратор, вход которого соединен с выходом интегратора, а выход подключен к первым управляющим входам дополнительных ключей и второму управляющему входу четвертого ключа, соединяющего выход генератора импульсов с входом счетчика импульсов, при этой выходы первого и третьего блоков памяти через первый и второй дополнительные ключи, а выход второго блока памяти через третий и четвертый дополнительные ключи подключен к входным резисторам интегратора, причем третий выход распределителя импульсов соединен с вторыми управляющими входами второго и третьего дополнительных ключей, а четвертый выход — с вторыми управляющими входами первого и четвертого дополнительных ключей.

1081440

10 вый и второй дополнительные ключи, 15

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем,4 что в устройство для измерения показателя тепловой инерции термопреобразователя, содержащее усилитель, вход которого через три ключа подключен к входам трех блоков памяти, генератор импульсов, четвертый ключ, распределитель импульсов, первый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены с управляющими входами соответствующих ключей, вве- 5 доны интегратор с четырьмя резистсраии на входе, счетчик импульсов с цифровым индикатором, три допо.чниИзобретение относится к области теплотехнических измерений, а именно к устройствам для измерения показателя тепловой инерции термопреобразователя, и может быть использонано при измерении показателя теп" ловой инерции промышленных термопреобразователей в лабораторных и saводских условиях.

Известно устройство для измерения показателя тепловой инерции термопреобразователя, содержащее усилитель, переключатель, запоминающее устройство с ключом сброса, масштабный усилитель, аналоговый ключ, схему сравнения, устройство сброса и .цифровой индикатор временных интервалов (13.

Недостатком устройства. является низкая точность измерения показателя тепловой инерции.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения показателя тепловой инерции термопреобразователя, содержащее усилитель, выход которого через три ключа подключен к входам трех блоков памяти, генератор импульсов, четвертый ключ, распределитель импульсов, первый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены с управляющими входФми соответствующих ключей, а также два логарифмических усилителя, дифференциальный усилитель (2 3.

Недостатком устройства является низкая точность измерения, обусловленная использованием усилителей и низкой помехозащищенностью и нестабильностью элементов устройства, осуществляющих формирование конечного результата измерения.

1 тельных ключа и компаратор, вХод которого соединен с выходом интегратора, а выход подключен к первым управляющим входам дополнительных ключей и второму управляющему входу «етвер того ключа, соединяющего выход генератора импульсов с входом счетчика импульсов, при этом выходы первого .и третьего блоков памяти через пер la выход второго блока памяти через третий и четвертый дополнительные ключи подключен к входным резисторам интегратора, причем третий выход распределителя импульсов соединен с вторыми управляющими входами второго и третьего дополнительных ключей, а четвертый выход — с вторыми управляющими входами первого н четвертого дополнительных ключей.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, на .фиг. 2 — рафики, поясняющие его работу.

Устройство содержит усилитель 1, выход которого через ключи 2-4 подключен к блокам 5-7 памяти, блок 8 выделения перехода помехи через нуль, распределитель 9 импульсов, четвертый ключ 10, генератор 11 импульсов, счетчик 12 импульсов, цифровой индикатор 13, первый 14, второй 15, третий 16 и четвертый 17 дополнительные ключи, интегратор 18 с четырьмя резисторами на входе и компаратор 19.

Кривая 20 (фиг. 2) изображает зависимость выходного напряжения на выходе термопреобразователя от времени, а прямые 21 — зависимость напряжения на выходе интегратора 18.

Устройство работает следующим об разом.

К входу устройства подсоединяется исследуемый термопреобразователь, который находится, например, в среде о с температурой, равной 80-100 С. При этой температуре он выдерживается до тех пор, пока в термопреобразователе не закончатся процессы, после чего термопреобразователь переносят в среду с .температурой, равной, например, 15-30 С. При этом выходной сигнал термопреобразователя изменяется по закону затухающей экспоненты

u(t) = О„+ (0 — и„} е, (1} где 0 и U — выходные напряжения термопреобразователя, соответствующие ис1081440

3 ходной температуре среды и температуре среды остывания;

7 — показатель тепловой инерции; 5 — текущее время.

В момент времени Ф„, когда наведенная помеха проходит через нуль, замыкается ключ 2, и выходной сигнал усилителя 0 записывается в бло- 1р

1 ке памяти 5.В следующий момент времени t>, наступающий через промежуток времени

Т„,, кратный периоду помехи, когда наведенная помеха повторно проходит через нуль, срабатывает ключ 3, и рыходной сигнал усилителя, равный ( записывается в блоке 6 памяти.

В момент времени ty закрываются ключи 14, 17 и 10. При этом на вход интегратора с выходов блоков 5-7 памяти подается напряжение (V -20 + 0 ), 1 2 3 которое вызывает уменьшение напряжения на выходе интегратора, а на вход счетчика 12 импульсов начинают поступать импульсы с выхода генератора 11 импульсов. В момент времени

Ф5 через интервал времени Тх=Ф вЂ” 4+ напряжение на выходе интегратора равно нулю, что вызывает срабатывание компаратора 19, который размыкает ключи 10, 14, 15, 16 и 17.

При этом интервал времени Т, а сле- довательно, и чиспо импульсов, под- считанное за этот интервал определяется выражением

В момент времени 1, наступающий через промежуток времени Т„, срабатывает ключ 4, и сигнал U усилителй записывается в блоке 7 памяти.

В момент времени 1 также сраба3 тывают ключи 15 и 16, подключая на вход интегратора 18 напряжения, за-. писанные в блоках 6 и 7 памяти, причем знак сигнала в блоке 6 памяти изменен на противоположный. Выходной сигнал интегратора за первый такт интегрирования в течение интер- ЗО вала времени Т =Т = 4+- 43 равен

p tI

ИTM 07

3 где R — сопротивление резисторов интегратора;

С вЂ” емкость конденсатора интегратора. т и

Т

Х ц и

1 2

0 -U (3)

Если (0 -0 ) /(0>-U>) не намного отличается от единйцы, .что легко достигается путем выбора интервалов времени Т ((ь, то выражение (3) почти не отлйчается от выражения для показателя тепловой инерции Т =

= Тя/(Ь (0<-V>)/(0 -03), получаемого из системы уравнений (1), составленных для .трех моментов времени

11, Ф2 и 1З. Поэтому Тха С

Техйико-экономический эффект от использования предлагаемого устройства в народном хозяйстве обусловлен повышением точности измерения показателя тепловой инерции термопреобразователя в заводских условиях при их автоматической сортировке.

1081440

1081440 а()

Цfg

И с

Фиг.2

Составитель В. Куликов

Редактор Т. Кугрьппева Техред Л.Коцюбняк Корректор В. Бутяга

Заказ 1536/34 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород. ул. Проектная, 4