Цифровой измеритель температуры

 

Изобретение относится к температурным измерениям и позволяет повысить точность измерения путем уменьшения ошибки измерения, связанной с нелинейностью характеристики термопреобразователя . Устройство работает в два такта. В первом такте блок 10 управления устанавливает переключатель 6 в верхнее положение, а реверсивный счетчик 9 - в нулевое состояние , а на вход аналого-цифрового преобразователя 8 поступает напряжение, которое преобразуется в пропорциональное число импульсов. Во втором такте измерения блок 10 управления устанавливает переключатель 6 в нижнее положение, а реверсивный счетчик 9 - в режим вычитания, в результате измерение отличается на величину абсолютной погрешности от измеряемой температуры. Для уменьшения этой погрешности от полученного в реверi сивном счетчике 9 результата вычитается вычисленное в решающем блоке 12 (Л значение поправки, а на выходе сумматора 13 получается код, отличающийся от кода измеряемой температуры на величину абсолютной погрешности, 1 шт.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

5228 А1

09) (11) (51) 4 G 01 К 7/16

ORHCAHHE HSOEPETEHHR c

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3901030/24-10 (22) 08.04.85 (46) 07.12.86. Бюл. Р 45 (71) Пензенский филиал Всесоюзного научно-исследовательского технологического института приборостроения (72) А.А.Легошин, В.Н.Свистунов и А.А.Чумаков (53) 536.531 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 922534, кл. G 01 К 7/16, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 1117462, кл. G 01 К 7/16, 1983. (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к температурным измерениям и позволяет повысить точность измерения путем уменьшения ошибки измерения, связанной с нелинейностью характеристики термопреобразователя. Устройство работает в два такта. В первом такте блок 10 управления устанавливает переключатель 6 в верхнее положение, а реверсивный счетчик 9 — в нулевое состояние, а на вход аналого-цифрового преобразователя 8 поступает напряжение, которое преобразуется в пропорциональное число импульсов ° Во втором такте измерения блок 10 управления устанавливает переключатель 6 в нижнее положение, а реверсивный счетчик

9 — в режим вычитания, в результате измерение отличается на величину абсолютной погрешности от измеряемой температуры. Для уменьшения этой погрешности от полученного в реверсивном счетчике 9 результата вычитается вычисленное в решающем блоке 12 значение поправки, а на выходе сумматора 13 получается код, отличающийся от кода измеряемой температуры на величину абсолютной погрешности, 1 ил.

1275228

64 и R„„ — сопротивление проводов 2 и 4;

U> — приведенное к входу напряжение дрейфа аналого-цифрового преобразователя;

К вЂ” постоянный коэффициент.

Изобретение относится к области температурных измерений и может быть использовано при построении цифровых измерителей температуры.

Целью изобретения является повышение точности измерения путем уменьшения ошибки измерения, связанной с нелинейностью характеристики термопреобраэователя.

На чертеже приведена блок-схема цифрового измерителя температуры, Цифровой измеритель температуры содержит термопреобразователь 1 сопротивления, линию связи с проводами

2-4, образцовый резистор 5, переклю1 чатель 6, источник 7 тока, аналогоцифровой преобразователь 8, реверсивный счетчик 9, блок 10 управления, блох 11 индикации, решающий блок 12 и сумматор 13.

Блок управления управляет работой всех элементов устройства и может быть выполнен, например, на основе последовательно включенных генератора импульсов, счетчика и дешифратора, на выходах которого формируется последовательность управляющих сигналов определенной длительности.

В качестве решающего блока может быть использовано любое устройство, обеспечивающее простые арифметические расчеты по заданной программе, например микроЭВМ.

Цифровой измеритель работает в два такта.

В первом такте измерения блок 10 управления устанавливает переключатель 6 в верхнее положение, а реверсивный счетчик 9 в нулевое состояние.

При этом на вход аналого-цифрового преобразователя 8 поступает напряжение, пропорциональное величине R< ,термопреобразователя f сопротивления, которое преобразуется в пропорциональное число импульсов. При этом число, записанное в реверсивном счетчике 9 в конце первого такта, равно и, = к(х<к,.к„,.к„l - ц„), (1) Во втором такте измерения блок 10 управления устанавливает переключатель 6 в нижнее положение, а реверсивный счетчик 9 — в режим вычитания.

При этом напряжение, прикладываемое к входу аналого-цифрового преобразователя 8, преобразуется в число импульсов о к, = r(r(R.+R„, к„, ) + u„j, (2) где R — сопротивление образцового о резистора 5, величина которого равняется сопротив15 лению термопреобраэователя

1приОС;

R„ — сопротивление провода 3 °

Поскольку R< = R (1+ + г ), то при раве стве ротивлений КМ =Кл2

20 результат, записанный в реверсивном счетчике в конце второго такта измерения, равен

N=N, -Н,=KIR ñt+ÊIR,pt . (3) (5N = K I R f)t (5) гце t — результат измерения темпераР туры, полученный в реверсивном счетчике 9.

Решающий блок запускается сигналом обработки с блока 10 управления, поступающим после второго такта измерения. В результате, после окончания работы решающего блока 12, на выходе сумматора 13 получаем код

К = К Т В., +К ТР К,(-Е ), (6)

55 который отличается от кода измеряемой температуры на величину абсолют ной погрешности

Так как в конце второго такта информация на выходе решающего блока

12 отсутствует, то на выходе 14 сумматора 13 получается код N.

Из последнего выражения следует, что результат измерения, полученный после второго измерительного такта, не прямо пропорционален измеряемой температуре и отличается от нее на величину абсолютной погрешности

gN=KIRP (4)

Для уменьшения этой погрешности от полученного в реверсивном счетчике 9 результата вычитается вычисленное в решающем бпоке 1? значение поправки

1275228 4 (7) ка и зависит от конкретного типа используемого термопреобразователя сопротивления.

Для дальнейшего уменьшения этой погрешности от полученного в реверсивном счетчике 9 результата вычита- ф о р м У л ется вычисленное в решающем блоке 12 новое значение поправки изобретения

6NВ = K I Ropt y (8)

N = К?К юс + KITER (t -t ). (9) Составитель В..Куликов

Техред Л.Олейник

Корректор И.Муска

Редактор Н.Марголина

Заказ 6550/30 Тираж T78

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4 где t — скорректированный результат

Z измерения температуры, полученный на выходе сумматора

13 после первого запуска .решающего блока 12. 15

Для этого решающий блок 12 повторно запускается сигналом обработки с блока 10 управления. В результате, после окончания работы решающего блока 12 на выходе сумматора 13 получа- 20 ем код

Новое значение абсолютной погрешности определяется выражением которое в несколько раз меньше погрешности прототипа.

Так как время работы решающего блока 12 несоизмеримо мало по сравнению с длительностью тактов измерения, то общее время измерения темпе35 ратуры по сравнению с известным практически не увеличивается. Постоянная величина KIR в соответствующем коде подается на вход 15 решающего блоЦифровой измеритель температуры, содержащий термопреобразователь сопротивления, первый вывод которого соединен двумя проводами линии связи соответственно с первыми выводами образцового резистора и источника тока, а второй вывод подключен через третий провод линии связи к первому входу переключателя, второй вход которого соединен с вторым выводом образцового резистора, а выход подключен к второму выводу источника тока, аналого-цифровой преобразователь, входы которого соединены с выводами источника тока, а выходы соответственно подключены к суммирующему и вЪ читающему входам реверсивного счетчика, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу решающего блока, а выход соединен с блоком индикации, блок управления, выходы которого соответственно соединены с управляющими входами реверсивного счетчика, аналого-цифрового преобразователя, решающего блока и переключате- ля, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения путем уменьшения ошибки измерения, связанной с нелинейностью характеристики термопреобразователя, в нем вход решающего блока соединен с выходом сумматора °