Устройство для измерения показателя тепловой инерции термопреобразователя

 

Изобретение отиосится к температурным измерениям и позволяет повысить точность измерения показателя тепловой инерции термопреобразователя . Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1 схемы 2, 3 и 4, сравнения кодов, RS-триггеры 5 и 6, ключи 7,8, 9 и 10, генератор 1 счетных импульсов, делитель 12 частоты, счетчики 13, 14,15 и 16 импульсов , блоки 17 и 18 памяти, сумматор 19 и блок 20 цифрового отсчета. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяет уменьшить методическую погрешность, а также для обеспечения помехоустойчивости аналого-цифровой преобразователь выполнен интегрирующим, что приводит к дискретности фиксации промежутков времени, которые формируются на выхо (Л дах триггеров 5 и 6. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ц 4 0 01 К 15/00

91 Мь4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3859706/24-10 (22) 25.02.85 (46) 15.10.86, Бюл. В 38 (72) Н.Г.Ковальчук, И.Д.Пытель, М.Г.Рылик и Л.М,Тищенко (53) 536.53(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

II 655912, кл. G Ol К 15/00, 1977.

Авторское свидетельство СССР

У 1101692, кл. G 01 К 15/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ТЕПЛОВОЙ ИНЕРЦИИ ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к температурным измерениям и позволяет повысить точность измерения показателя тепловой инерции термопреобразовате,Я0., 264014 А 1.ля. Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1, схемы 2, 3 и 4, сравнения кодов, RS-триггеры 5 и 6, ключи 7, 8, 9 и 10 генератор

II счетных импульсов, делитель 12 частоты, счетчики 13, !4, 15 и 16 импульсов, блоки 17 и 18 памяти, сумма" тор 19 и блок 20 цифрового отсчета.

Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяет уменьшить методическую погрешность, а также для обеспечения помехоустойчивости аналого-цифровой преобразователь 1 выпол1 нен интегрирующим, что приводит к дискретности фиксации промежутков времени, которые формируются на выходах триггеров 5 и 6. 1 ил.

Изобретение относится к температурным измерениям и может быть использовано для точного измерения показателя тепловой инерции контактных термопреобраэонателей в условиях воздействия помех.

Цель изобретения — повышение точности измерения показателя тепловой инерции теплопреобраэователя путем уменьшения методической погрешности, На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения тепловой инерции термопреобразователя, Устройство содержит интегрирующий аналого-цифровой преобразователь три схемы 2-4 сравнения кодов, первый 5 и второй 6 RS-триггеры, первые (S) входы триггеров соединены соответственно с выходами первой 2 и второй 3 схем сравнения кодов, а вторые (R) входы соединены соответственно с выходами второй 3 и третьей 4 схем сравнения кодов, первый 7, нторой 8, третий 9, четвертый 10 ключи, генератор 11 счетных импульсов, делитель

12 частоты, дна счетчика 13 и 14 импульсов, два дополнительных счетчиха

l5 и 16 импульсов, первый 17 и второй 18 блоки памяти, сумматор 19 и блок 20 цифрового отсчета.

Устройство работает следуюпп м образом.

При подаче температурного скачка на термопреобразователь выходной сигнал его изменяется по экспоненциальному закону

U(t) = U +Я„-U )e, (l ) где U u U — выходной сигнал термон о преобразователя,, соответствующий начальному и установившемуся значению температуры с — показатель тепловой инерции термопреобраэователя, Выходной сигнал термопреобразователя преобразуется аналого-цифровым преобразователем интегрирующего типа.

Использование аналога-цифрового преобразователя интегрирующего типа повышает помехозащищенность устройства до 60 дБ.

Выходной сигчал термопреобразонателя преобразуется в аналого-цифроBDM преобразователе н соответствующий.ему код. В момент времени t, этот код достигает фиксированного значения N,, соответствующего напряженую где Я, — значения заданных опорных кодов: i=1,2,3, Решение системы уравнений сводит" ся к виду

-41 ll

35 1-е ше

N -N где m и -н

Решить уравнение ( женно, приняв

٠— 4t Г е

l

Зля обоих приближений ветствующие выражения

at hyatt /rA

15 д — Ы=„7ш (1-е ), (Э) 4) можно прибли-44lr е

ЮУ а. л получают соотили (4) m 4 tat, mat -ht (5)

7 1

Д 4Ц7

Так как — с е с

50 +at то наиболее близким к действительному значению i является среднеарифметическое двух значений i u i т,е ° (!

L +!

L (6)

Для обеспечения высокой помехоустойчивости аналого-цифровой преобразователь выполнен интегрирующим, что

Код N,îïîçíeåòñÿ первой cxeMof» 2 сравнения коцов. Импульс с выхода этой схемы поступает на S-вход первого триггера 5. В момент времени t

5 выходной код аналого-цифрового преобразователя достигает второго фиксиро1 ванного значения 112, соответствующего напряжению U, В результате этого срабатывает вторая схема 3 сравнения кодов. Импульс с ее выхода поступает на R-вход триггера 5 и на S-вход триггера 6. В следующий момент вре-. мени t> выходной код аналого-цифрового преобразователя,цостигает значения И, соотнетстнующего напряжению

U>. Срабатывает третья схема 4 сравнения кодов. Полученный импульс н момент сравнения кодов поступает на

R-вход второго триггера. Таким обра20 зом, на выходах триггеров 5 и 6 формируются соответственно промежутки времени 4,t =t -t и aй =t -t

» 2 Ъ 2

Система уравнений, отображающая моменты равенства кодов аналого-цифрового преобразователя заданным опорнь1м кодаи, имеет,вид.

- 1;/t

И,+(N„-К, ) е =N;, (2) 1264014 щрщПИ Заказ 5551/41 Тираж 778 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

I приводит к существенной дискретности фиксации промежутков времени оС1 и

nt . Для уменьшения погрешности уве2 личивают значение at, путем задания первого N, и второго !! опорного ко- 5 дов. Значение третьего опорного кода

И задают исходя из следующих соображений. Как следует из выражений (4) и (5), для уменьшения погрешности определения и с, обусловленной дискретностью определения промежутков времени at, и at, необходимо увеличение значения m, Кроме того, методическая погрешность от принятых приближений является функцией как отно- !5 шения ь /t, так и параметра m. Так при ш0,1.методическая погрешность равна нулю при m"1,12, а при at, / =

О,З вЂ” при1 Г1,18.

Следовательно, значение третьего 20 опорного кода задают (эадатчиком 21 кода) в зависимости от отношения

btq /t при эToM для at / =О,О!...0,3

1 значение N задают

2,18 Я2-N» 25

"% "1

Таким образом, на промежуток времени et, открытый первый 7 и четвертый 10 ключи, входы которых соедине. ны соответственно с первым и третьим выходом делителя 12 частоты, а на промежуток времени at2 открыты второй

8 и третий 9 ключи, входы которых соединены соответственно с вторым и первым входами делителя частоты, Пер-35 вый, второй и третий выходы делителя частоты имеют соответствующие частоты f, mf и f/m. Таким образом, на йервый 13, второй 14, третий 15 и четвертый 1б счетчики поступают следующие количества импульсов: И,„, =

at, f, N Ä=c t mf, N,„=at f и N

2 C8+ сн4

at Е/ш. В счетчиках 13 и 14 импуль< сов формируется шестнадцатибитовый адрес; причем 8 бит старшего разряда из 13, а 8 бит младшего разряда — из 14. Аналогично формируется .шестнадцатибитовый адрес для запоминающего устройства 18. Под каждым адресом в ячейке памяти записано предварительно рассчитанное значение л

Устройство для измерения показателя тепловой инерции термопреобраэователя, содержащее интегрирующий аналого-, цифровой преобразователь, выход которого подключен к первым входам трех схем сравнения кодов, первый и второй триггеры, первые входы которых соединены соответственно с выходами первой и второй схем сравнения кодов, вторые входы соединены с выходами второй и третьей схем сравнения кодов, а выходы подключены соответственно к управляющим входам первого и второго ключей, два счетчика импульсов, входы которых соответственно соединены с выходами первого и второго ключей, а выходы подключены к адресным входам первого блока памяти, делитель частоты, вход которого соединен с выходом генератора счетных импульсов, а первый выход подключен к входу первого ключа, блок цифровой индикации, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения показателя тепловой инерции путем уменьшения методической погрешности, в него введены третий и четвертый ключи, задатчик опорных кодов, два дополнительных счетчика импульсов, второй блок памяти и сумматор, первый вход которого соединен с выходом первого блока памяти, выход подключен к блоку цифровой индикации, а второй вход подключен к выходу второго блока памяти, адресные входы которого соединены с выходами дополнительных счетчиков, входы которых соответственно через третий и четвертый ключи соединены с первым и третьим выходами делителя частоты, второй вьгход которого подключен к входу второго ключа, при этом управляющие входы третьего и четвертого ключей соединены соответственно с выходами второго и первого триггеров, а вторые входы схем ñðàâнения кодов подключены к выходам задатчика кодов.