Устройство для градуировки образцовых термопреобразователей в реперных точках

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить производительность градуировки. Устройство содержит блок 2 автоматического управления термостатом 1, включающий компенсатор 11 температуры свободных спаев термоэлектрических преобразователей, задатчики температуры металла 12 и термостата 13, коммутатор 14 для управления работой задатчиков 12 и 13, дешифратор 15, счетчик 16 импульсов, ждущий мультивибратор 17, триггер 18 Шмитта, компаратор 19 с задатчиком уровня компарирования, усилитель 20 постоянного тока и регулятор 21 температуры. Введение новых элементов и образование .новых связей между элементами устройства позволяет осуществить дополнись (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (И) (51) 4 G 01 К 15/00

Мь.п, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3780327/24-10 (22) 13. 08. 84 (46) 07. 09. 86. Бюл. Н- 33 (72) С. A. Иванов (53) 536.53(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 401897, кл. G 01 К 15/00, Н 05 В 1/00, 1971.

Установка "Цинк-5", техническое описание и инструкция по эксплуатации. 16763 ТО, Целиноград, Целиноградский прибороремонтный завод. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ ОБРАЗЦОВЫХ ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ В РЕПЕРНЫХ ТОЧКАХ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить пройзводительность градуировки. Устройство содержит блок 2 автоматического управления термостатом 1, включающий компенсатор 11 температуры свободных спаев термоэлектрических преобразователей, задатчики температуры металла 12 и термостата 13, коммутатор 14 для управления работой задатчиков 12 и 13, дешифратор 15, счетчик 16 импульсов, ждущий мультивибратор 17, триггер 18 Шмитта, компаратор 19 с задатчиком уровня компарирования, усилитель 20 постоянного тока и регулятор 21 температуры. Введение новых элементов и образование .новых связей между элементами устройства позволяет осуществить дополнительный тепловой режим. Уменьшается разность между температурой затвердевания металла и температурой поддержания процесса затвердевания металла в термостате 1 по окончании

1255875 процессов плавления, перегрева и переохлаждения металла. Это позволяет увеличить количество градуированных термопреобразователей за один процесс затвердевания металла. 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах контроля и градуировки образцовых термопреобразователей в реперных точках.

Целью изобретения является повышение производительности градуировки путем уменьшения разности температур между температурой затвердевания металла и температурой термостата в процессе градуировки.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства; на фиг.? — кривые тепловых режимов термостата; на фиг.3 схемы компенсатора температуры свободных спаев и задатчиков температуры.

Устройство (фиг, 1) содержит термостат 1 и блок 2 автоматического управления термостатом. Рабочее пространство термостата образуется цилиндрической стальной оболочкой 3, на наружной поверхности которой уложен нагреватель 4 и изолирован керамическими бусами. Теплоизоляционный экран 5 устанавливается коаксиально стальной оболочке 3, в которую вводится термоэлектрический: преобразователь (ТП) 6, контролирующий температуру рабочего пространства термостата. Термостат комплектуется сменными капсулами, они предназначены для установки тигля 7 с металлом 8, Тигель снабжен верхним каналом 9, в которой вводится ТП 10, контролирующий температуру металла.

Блок 2 управления термостатом устройства содержит компенсатор 11 температуры свободных спаев термоэлектрических преобразователей, задатчики

12 и 13 температуры металла и темпе- ратуры термостата соответственно, коммутатор 14 для управления работой задатчиков 12 и l3, дешифратор 15, счетчик 16 импульсов, ждущий мультивибратор l7, триггер Шмитта 18, компаратор 19 с задатчиком уровня компарирования, усилитель 20 постоянного тока и регулятор 21 температуры.

5 Компенсатор 11 температуры свободных спаев может быть выполнен в виде мостовой резистивной схемы (фиг.3) с резисторами 22-24 и медным термопреобразователем 25 сопротивления в плечах мостовой схемы, Одна диагональ мостовой схемы подключена к Источнику питания (не показан), а другая включена в цепь отрицательных термоэлектродов ТП 6 и 10. Эта схема обеспечивает компенсацию изменения температур свободных спаев как ТП 6, .так и ТП 10.

В качестве задатчиков температуры термостата и температуры металла могут быть использованы резистивные мостовые схемы с постоянными резисторами 26-31 и переменными (весовыми) резисторами 32-37,включаемыми в плечи мостовых схем с помощью контактов 38-43 электромагнитных реле, входящих в состав коммутатора 14. Одна диагональ каждой мостовой схемы подключена к источнику питания, а дру— гая включена в цепь соответствующего

ЗО термоэлектрического преобразователя.

Требуемое напряжение задания формируется на диагоналях мостовых схем при включении соответствующего переменного резистора.

Визуальный контроль за температурой термостата и температурой металла осуществляется с помощью измерителей напряжения (не показаны) любого типа, подключаемых к термоэлектри10 ческим преобразователям.

Устройство работает следующим образом.

Исходя из известных значений температур плавления — температура Tz

45 (фиг.2), переохлаждения — температу1255875 ся результирующий Сигнал, равный разности между значением сигнала, уста;новленного на задатчике 12 температура Т, затвердевания — температура

Т металлов, используемых для реперных точек, на задатчике 12 температуры металла устанавливаются тепловые режимы: перегрева металла — значение температуры Т, выхода из переохлаждения металла — значение температуры Т в соответствии с градуироб вочной таблицей выбранного типа

ТП 10. На задатчике 13 температуры О термостата устанавливаются тепловые режимы термостата: для плавления металла — значение температуры Т, для охлаждения металла — значение температуры Т, для поддержания процесса 15 затвердевания металла — значение температуры Т в соответствии с гра8 дуировочной таблицей выбранного типа ТП 6, контролирующего температуру термостата. 20

Процесс осуществления фазового перехода (жидкий металл — твердый ме талл) начинается с разогрева рабочего пространства термостата до значения температуры Т, для осуществления

25 плавления металла и поддержания этого значения температуры Т в процес1 се плавления металла со значения температуры плавления металла Т . Стабилизация значения температуры Т„ в ЗО термостате осуществляется блоком управления по сигналу от ТП 6, контро-.. лирующего температуру в термостате и подключенного последовательно к компенсатору 11 температуры свободных спаев. При этом сигнал ТП 6 и сигнал компенсатора 11 складываются, образуя суммарный сигнал. Суммарный сигнал поступает на вход задатчика 13 температуры термостата, на выходе ко-gO торого формируется результирующий сигнал, равный разности между значением сигнала задатчика 13 температуры термостата и значением суммарного сигнала с выхода компенсатора 11 тем- пературы свободных спаев. Результи— рующий сигнал поступает на вход регулятора 21 температуры, который по пропорционально-интегральному закону управляет мощностью на нагревателе 4 термостата и формирует в термостате установленное значение темчературы

Т .. По окончании процесса плавления металла происходит перегрев металла до значения температуры Т, установ- ленной на задатчике 12 температуры металла, при этом на выходе задатчика 12 температуры металла формируетры металла, и значением суммарного сигнала, определяемого суммой сигналов ТП 10 и компенсатора 11. Результирующий сигнал усиливается усилителем 20 постоянного тока и с его выхода поступает на вход компаратора

19 с задатчиком уровня компарирования. При достижении результирующим сигналом уровня компарирования происходит опрокидывание компаратора 19 и на его выходе формируется положительный фронт напряжения. Для улучшения крутизны фронта напряжения сигнал с выхода компаратора 19 поступает на триггер Шмитта 18, а с его выхода сигнал запускает ждущий мультивибратор 17, на выходе которого формируется прямоугопьный импульс, поступающий на счетчик 16 импульсов. Двоичный код, записанный при этом на счетчике

16 импульсов, с помощью дешифратора

15 преобразуется в десятичный код.

Сигналы с выхода дешифратора поступают на коммутатор 14, который подключает соответствующие переменные резисторы в задатчиках, устанавливая в задатчике 12 температуры металла значение температуры Т, определяющее значение температуры выхода металла из переохлаждения, а в задатчике 13 температуры термостата — значение температуры Т, определяющее глубину охлаждения термостата. Это приводит к процессу переохлаждения металла.

При достижении металлом значения температуры Т, которое определяется известным значением температуры переохлаждения металла, начинается процесс реголисценции (зародышеобразование кристаллов металла) и металл выходит на процесс затвердевания. При достижении металлом значения темпера-. туры Т, которое определяет значение температуры выхода металла из переохлаждения и установлено на задатчике 12 температуры металла, формируется результирующий сигнал на выходе задатчика 12 температуры металла, равный разности между значением сигнала, установлевного на задатчике 12 температуры металла, и значением суммарного сигнала, определяемого суммой сигналов ТП 10, контролирующего температуру металла, и компенсатора 11. Резуль ирующий сигнал усили$ 12 вается усилителем 20 и с его выхода поступает на вход компаратора 19.

При достижении результирующим сигналом уровня компарирования на выходе компаратора 19 формируется положительный фронт напряжения, который через триггер 18 запускает ждущий мультивибратор 17, на выходе которого формируется прямоугольный импульс, поступающий на счетчик 16 импульсов.

Двоичный код, записанный при этом на

J счетчике 16 импульсов, с помощью дешифратора 15 преобразуется в десятичный код. Сигналы с выхода дешифратора 15 поступают на вход коммутатора 14, который устанавливает в задатчике t3 температуры термостата значение температуры Т8, определяющее температуру в термостате в процессе затвердевания металла. Стабилизация значения температуры T в термостате,осуществляется по сигналу от ТП 6 с помощью регулятора 21 температуры. При этом разность между температурой затвердевания металла

Т и температурой в термостате Т в предлагаемом устройстве значительно меньше, чем в известном устройстве.

Осуществление дополнительного теплового. режима, направленного на уменьшение разности между температурой затвердевания металла и температурой поддержания процесса затвердевания металла в термостате по окончании процессов плавления, перегрева и переохлаждения металла, позволяет получить аттеетационный период,-, в процессе затвердевания металла для градуировки образцовых термопреобразователей продолх<ительностью 300500 мин, который в 3-5 раз больше, r/ô

Ь чем в известном устройстве, а слвдовательно, увеличить количество градуированных термопреобразователей за один процесс затвердевания металла.

Формула изобретения

Устройство для градуировки образцовых термопреобразователей в репер1О ных точках, содержащее термостат, размещенные в нем нагреватель и тигель с металлом, термоэлектрические преобразователи для контроля температуры металла и рабочего простран15 ства термостата, подключенные через компенсатор температуры свободных спаев термоэлектрических преобразователей соответственно к задатчику температуры металла, соединенному со

20 входом усилителя постоянного тока, и задатчику температуры термостата, выход которого подключен к регулятору температуры, соединенному с нагревателем, коммутатор, соединенный

25 с задатчиком температуры термостата, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности градуировки путем уменьшения разности температур между температурой зат30 вердевания металла и температурой термостата, в него введены последовательно включенные компаратор с задатчиком уровня компарирования, триггер Шмитта, ждущий мультивибратор, счетчик импульсов и дешифратор, выходы которого подключены к управляющим входам коммутатора, соединенного с ,задатчиком температуры металла, при этом вход компаратора с задатчиком щ уровня компарирования подключен к выходу усилителя постоянного тока.

JE Q q

3С

Составитель В.Куликов

Редактор В.Иванова Техред И.Верес Корректор Л.Патай

Заказ 4813/41 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое поедприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4