Устройство для измерения температуры

 

Изобретение относится к области температурных измерений, а именно к устройствам для измерения температуры термоэлектрическими преобразователями (ТП ), снабженными калибраторами . Цель изобретения - определение типа градуировки ТП и ошибки измерения температуры. ТП I погружают в измеряемую среду, выходной сигнал с блока 1 поступает на входы блока 2 управления и блоков 3 сравнения . Блок 3-1 сравнивает ЭДС ТП 1 с напряжением источника 4-J эталонного напряжения, полученная разность поступает на вход блока 5 выделения наименьшей разности. При этом температура фазового перехода калибратора выбрана немного ниже диапазона измеряемых температур, а каждое эталонное напряжение равно стандартному значению ЭДС ТП в точке фазового перехода каждой из распознаваемых градуировок . Цифровой сигнал с.регистра поступает на коммутатор, который под действием этого сигнала пропускает на схему выборки-хранения наименьшую разность, т.е. ошибку измерения, а регистр запоминает номер разности, который определяет тип градуировки ТП. 2 ил. (Л фег f

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11)

151) 4 С 01 К 7 02 15/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ фЯ(;йЩ"-. Р - Я

ОПИСАНИЕ ИЗСБРЕТЕНИЯ 1 н авторском свидетельств (21) 3710250/24-10 (22) 12. 12. 83 (46) 07.03.86. Бюл.В 9 (71) Челябинский ордена "Знак Почета"

11

; приборостроительный завод Теплоприбор" (72) В.В.Пятшев и В.Е.Терещенко (53) 536 ° 532 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 569876, кл. 4 Ol К 15/00, 1976.

Авторское свидетельство СССР

М 666444, кл. С 01 К 7/02, Q OI К 15/00, 1977. (54). УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к области температурных измерений, а именно к устройствам для измерения темпера-. туры термоэлектрическими преобразователями (ТП ), снабженными калибраторами. Цель изобретения — определение типа градуировки ТП и ошибки

I измерения температуры . ТП I погружают в измеряемую среду, выходной сигнал с блока 1 поступает на входы блока 2 управления и блоков 3 сравнения. Блок 3-1 сравнивает ЗДС ТП 1 с напряжением источника 4-1 эталонного напряжения, полученная разность поступает на вход блока 5 выделения наименьшей разности. При этом температура фазового перехода калибратора выбрана немного нее диапазона иэмеряемыхтемператур,а каждое эталонное напряжение равно стандартному значению ЭДС ТП в точке фазового перехода каждой из распознаваемых градуировок. Цифровой сигнал с.регистра поступает на коммутатор, который под действием этого сигнала пропускает на схему выборки-хранения наименьшую разность, т.е. ошибку измерения, а регистр запоминает номер разности, который определяет тип градунровки ТП. 2 ил.

12!6669

Изобретение относится к температурным измерениям, а именно к устройствам для измерения температуры термоэлектрическими преобразовате— лями, снабженными калибраторами.

Цель изобретения — определение типа градуировки термоэлектрического преобразователя и ошибки измерения температуры.

На фиг.l приведена блок-схема устройства; на фиг.2 — схема блока вьщеления наименьшей разности. устройство для измерения температуры содержит термоэлектрический преобразователь 1, снабженный калибратором (реперным материалом с определенной точкой плавления), блок 2 управления, 11 блоков 3 сравнения (3-1,3-2,...,3- и), и источников

4 эгалонного напряжения (4-1,4-2,..., 4 и) и блок 5 выделения наименьшей разности.

Блок 2 управления, как и в известном устройстве, фиксирует момент фазового перехода материала калибра-. тора, т.е. момент его плавления, например по равенству нулю производной от выходного сигнала термопреобразователя, и формирует сигнал для управления блоком 5 выделения наименьшей разности. Он может быть выполнен, например, в виде последовательно включенных дифференциатора, нуль-органа и одновибратора.

Блоки сравнения, их число должно быть равно количеству распознаваемых градуировок, могут быть выполнены, например, ча основе дифференциальных усилителей по известным схемам.

Блок 5 вьделения наименьшей разности может быть выполнен по предла гаемой схеме и содержит 11 операционных усилителей 6-1,6-2,...,6 и на фиг.2 приведена схема блока 5 для случая, когда !! = 4 ), резисторы

7-1,...,7-4 и 8-1,...,8-4, диоды

1... 9-4 р коммутаторы 1 0- lр,° в ь р

10-4, компараторы I I — 13, коммутаторы

14 и 15, логическую схему 16, регистр 17, коммутатор 18 и схему 19 выборки и хранения.

Коммутаторы 11,14 и 16 выполнены так, что при отсутствии отрицательного напряжения на управляющем входе выходной зажим соединяется с нижним входным зажимом, а при налж йи отрицательного напряжения на управляюII

1Q

Зб

4.) щем входе — с верхним входным зажимом.

Операционные усилители 6 с резисторами 7 и 8, диодами 9 и коммутаторами 10 образуют схемы преобразования разнополярного сигнала в однополярный.

Устройство работает следующим образом.

При измерении температуры снабженный калибратором термоэлектрический преобразователь 1 погружают в измеряемую среду, и выходной сигнал термоэлектрического преобразователя

1 поступает на входы блока управ— ленин и блоков 3 сравнения, Блок 3-1 сравнения сравнивает ЭДС термопреобразователя с напряжением источника 4-1 эталонного напрчжения и полученная разность поступает на первый вход блока 5 вьделенин наименьшей разности. Причем температура фазового перехода калибратора выбрана немного ниже диапазона измеряемых температур, а каждое эталонное напряжение равно стандартному значению ЭДС термоэлектрического преобразователя в точке фазового перехода каждои из распознаваемых градуировок.

Аналогично на остальные входы блока 5 поступают разности между каждым эталонным напряжением и ЭДС термоцреобразователя 1.

В момент фазового перехода калибратора в термопреобразователе 1 блок 5 вьделения наименьшей разности формирует и запоминает по сигналу блока 2 управления два сигнала: цифровой сигнал, кодирующий номер наименьшей разности и являющийся идентификатором градуировки, и аналоговый сигнал — разность между стандартной ЭДС и ЭДС термопреобразователя 1 в точке фазового перехода калибратора, отражающий дрейф градуировочной характеристики.

Блок 5 вьделения наименьшей разности работает следующим образом.

На вход операционного усилителя

6-1 через резистор 7-! поступает первая разность между напряжением источника 4-1 эталонного напряжения и ЗДС термопреобразователя l. Если эта разнос-ь положительна, на выходе усилителя 6-1 появляется отрицательное напряжение, и коммутатор 10-1 пропускает положительное напряжение с входа блока 5 на вход компаратора .11. Если первая разность отрицательна, то на выходе усилителя 6-1 появляется положительное напряжение, и диод 9-1 открывается.

Напряжение на катоде диода 9-1 равно по абсолютной величине входному, но противоположно по знаку.

При этом коммутатор 10-1 пропускает напряжение с катода диода 9-! на вход компаратора 11. Это напряжение положительно и равно по абсолютной величине входному.

Аналогично на выходах коммутаторов !0-2 — 10-4 напряжение всегда положительно и равно входному по аб солютной величине.

Абсолютная величина первой и второй разности поступает на входы компаратора 11. Если первая разность меньше второй, на выходе компаратора 11 появляется отрицательное напряжение, и.коммутатор 14 пропускает на вход компаратора 13 напряжение с выхода коммутатора 10-1. Если первая разность больше второй, на выходе компаратора 11 отсутствует дополнительное напряжение, и коммутатор

14 пропускает на вход компаратора

13 напряжение с коммутатора 10-2.

Таким образом, на выход коммутатора

14 проходит всегда меньшее иэ входных напряжений, а напряжение на выходе компаратора ll кодирует номер этого напряжения.

Аналогично на выходе коммутатора

15 присутствует всегда меньшее из его входных напряжений, а выход компаратора 12 несет логическую информацию о номере этого напряжения.

Компаратор 13 сравнивает выходные напряжения коммутаторов 14 и 15

12!ббб9 выхоцные сигналы компараторов II

13 поступают на вход логической схемы, которая преобразует их в вид удобный для управления коммутатором

18, т.е. формирует цифровой сигнал, однозначно определяющий номер наименьшей разности, поступающий на вход регистра 17.

Цифровой сигнал с регистра 17

10 поступает на коммутатор 18, который под действием этого сигнала пропускает на вход схемы 19 выборки-хранения наименьшую разность, т.е. ошибку измерения, а регистр 17 запоминает !

5 номер этой разности, который однозначно определяет тип градуировки термоэлектрического термопреобразователя.

20 Формула изобретения

Устройство для измерения температуры. содержащее снабженный калибром термоэлектрический преобразователь, 25 выход которого подключен.к блоку управления, источники эталонных напряжений и блок сравнения, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью определения. типа градуировки термоэлектрического преобразователя и ошибки измерения температуры, в него введены дополнительные блоки сравнения и источники эталонных напряжений и блок выделения наимеиьшей разности, 35 входы которого соединены с выходом блока управления и выходами всех блоков сравнения, число которых равно количеству распознаваемых градуировок, при этом первые входы блоков

40 сравнения соединены с выходом термоэлектрического преобразователя, а

I вторые входы — с выходами источников эталонных напряжений.

1216669

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 994/52

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

Составитель В. Куликов

Редактор И.Дербак Техред А.Bабинеq Корректор О.Луговая