Устройство для измерения температуры

 

УСТТОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее термопреобразователь сопротивления, первый вывод которого соединен с первым выводом источника питания, a второй вывод соединен с последовательно соединенными первым и вторым образцовыми igrr,-,.,SU 1 « i г I .- ;rp/Q W резисторами, коммутатор, первый-вход которого соединен с вторым выводом термопреобраз ователя сопротивления, a выход подключен к последовательно соединенным аналого-цифровому преобразователю и вычислительно-регистрирующему блокуJ блок управления, соединенный с коммутатором, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения температуры , в него введен третий образцовый резистор, включенный между вторым выводом второго образцового резистора и первым выводом термопреобразователя сопротивления, соединенным с вторым входом аналого-цифрового преобразователя , при этом второй вывод источника питания соединен с точкой соединения первого и второго образцовых резисторов, a второй и третий входы коммутатора соединены с выводами второго образцового резистора.

СОЮЗ ООВЕТСНИХ

С ИЛ%

РЕСПУБЛИК

agl OB заи 0

ГОСУД@ СТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ОСС

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ !1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3577584/24-10 (22) 11.04.83 (46) 23. 10. 84. Бюл. М - 39 (72) В.Я.Купер, А.Ф.Лыков и A.À.Íîâèков (71) Куйбышевский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им.В.В.Куйбышева (53) 536.53(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 930022, кл. С 01 К 7/ 16, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 998872, кл. G 01 К 7/02, 1981 (прототип). (54)(57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее термопреобразователь сопротивления, первый вывод которого соединен с первым выводом источника питания, а второй вывод соединен с последовательно соединенными первым и вторым образцовымн резисторами, коммутатор, первый вход которого соединен с вторым выводом термопреобразователя сопротивления, а выход подключен к последовательно соединенным аналого-цифровому преобразователю и вычислительно-регистрирующему блоку, блок управления, соединенный с коммутатором, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения температуры, в него введен третий образцовый резистор, включенный между вторым выводом второго образцового резистора и первым выводом термопреобразователя сопротивления, соединенным с вторым входом аналого-цифрового пре" образователя, при этом второй вывод источника питания соединен с точкой соединения первого и второго образцовых резисторов, а второй и третий входы коммутатора соединены с выводами второго образцового резистора.

1 11291

Изобретение относится к термометрии, а точнее " к устройствам для измерения температуры с использованием термопреобразователя сопротивления ° 5

Известно устройство для дистанционного измерения температуры, содержащее термодатчик, выполненный в виде последовательно соединенных двух эталонных резисторов и двух f0 идентичных термопреобраэователей сопротивления, параллельно одному из которых подключен третий такой же термопреобразователь, преобразователь электрического сопротивления,термодатчика в электрический сигнал, который через четыре управляемых клю-. ча коммутатора подключен к трем сред-!

М ним и одному краинему выводам резисторов термодатчика, à краиние вы воды термодатчика через измеритель напряжения и линию связи соединены с вычислителем-регистратором, причем преобразователь электрического сопротивления термодагчнка выполнен в виде стабилизированного источника постоянного тока 51 3.

Недостатком устройства является низкая точность измерения, обусловленная неидентичностью термопреобраэователей сопротивления.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения температуры, содержащее термопреобразователь со" противления, первый вывод которого соединен о первым выводом источника питания, а второй вывод соединен с последовательно соединенными первым и вторым образцовыми резисторами, коммутатор, первый вход которого соединен с вторым выводом термопреобразователя сопротивления, а выход подключен к последовательно соединенным аналого-цифровому преобразователю и вычислительно-регистрирующему блоку, блок управления соединен с коммутатором $2 l.

В этом устройстве при измерении температуры термопреобразователь сопротивления и образцовые резисторы поочередно подключаются с помощью коммутатора к входу аналого-цифрового. преобразователя (АЦП). При этом в измерительной цепи последовательно с термопреобразователем включены два ключа, сопротивление которых вносит существенную погрешность в результат измерения. Кроме того, для работы

83 2 устройства необходимо точное соответствие сопротивления первого образцового резистора сопротивлению термоо преобразователя при О С. Это требует тщательной подгонки сопротивления образцового резистора, в противном случае возникает методическая погрешность.

Цель изобретения — повышение точности измерения температуры эа счет упрощения измерительной цепи и устранения погрешности от несоответствия сопротивления образцового резистора сопротивлению термопреобразователю при нулевой температуре.

Поставленйая цель достигается тем, что н устройство для измерения температуры, содержащее термопреобразователь сопротивления, первый вывод .которого соединен с первым выводом источника питания, а второй вывод соединен с последовательно соединенными первым и вторым образцовыми резисторами, коммутатор, первый вход которого соединен с вторым выводом термопреобраэователя сопротивления, а вы,ход подключен к последовательно соединенным аналого-цифровому преобразователю и вычислительно-регистрирующему блоку, блок управления, соединенный с коммутатором, введен третий образцовый резистор, включенный между вторым выводом второго образцового резистора и первым выводом термопреобраэователя сопротивления, соединенным с вторым входом аналого-цифрового преобразователя, при этом второй вывод источника питания соединен с точкой соединения первого и второго образцовых резисторов, а второй и третий входы коммутатора соединены с выводами второго образцового резистора.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит термопреобразователь 1 сопротивления, первый 2, второй 3 и третий 4 образцовые резисторы, коммутатор 5, включающий в себя управляемые ключи 6-8, аналого-цифровой преобразователь 9, вычислительнорегистрирующий блок 10, источник 11 питания, блок 12 управления.

Устройство работает следующим образом.

Процесс измерения температуры состоит из трех тактов. =, (1+ ), (Ь) где

Э t 2

Составитель В.Куликов

Редактор Е.Лушникова Техред Л.Яартяшова КорректорГ Огар

Заказ 7729/29 Тираж 822 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

3 1120

В первом такте блок 12 управления открывает ключ 7, а ключи 6 и 8 закрыты. Поскольку входное сопротивление АЦП 9 выбирается много большим сопротивления открытого ключа, то на

его вход поступает напряжение р

1 Э "с, " И з +) з + э (R<+R +R +R )

Е - ЭДС источника 11 питания3

R; — его внутреннее сопротивление;

R — сопротивление термопре1 образователя 1;

Р,Йз,й — сопротивления образцовых резисторов 2-4 соответственно.

Аналого-цифровой преобразователь

9 преобразует напряжение 0 в код М э

N =KEn, Р) 25

1 R.+R

Э где К вЂ” коэффициент преобразования

АЦП 9, h — некоторая постоянная величина, определяющая сдвиг нулевой точки АЦП 9.

Этот код поступает в вычислитель1 но-регистрирукщий блок, где и запоминается.

Во втором такте блок 12 управления

35 открывает ключ 8 и закрывает ключ 7, при этом на выходе AIQI 9 появляется код

В третьем такте блок управления открывает ключ 6 и закрывает ключ 8, 183 4

На вход вычислительно-регистрирующего блока поступает код

R, R

N =KE — +n . (5) При линейной зависимости сопротивления термопреобразователя от температуры где R — сопротивление термопреобраэователя при 0 С, о с — температурный коэффициент сопротивления, алгоритм работы вычислительно-регистрирующего блока имеет вид ,,(Я+R„) Н -Н Д +

Как следует из (7), результат измерения температуры не зависит от параметров источника питания, коммутатора и аналого-цифрового преобразователя. Точность измерения определяется главным образом, стабильностью образцовых резисторов и точностью градуировкн термопреобразователя.

Устройство обеспечивает. высокую точность измерения и стабильность метрологических характеристик во времени и в широком диапазоне внешних ус" ловий.

Применение источника питания вместо генератора стабильного тока.и одного трехканального коммутатора вместо двух существенно упрощает схему измерительного преобразователя. Также упрощается схема управления коммутатором в случае использования электронных ключей, так как управле". ние ими становится возможным относительно земляной шины устройства.