Многоканальное устройство для измерения температуры

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет упростить устройство, по э 1сить быстродействие , точность и расширить диапазон измерений. При поступлении сигналов с выхода блока 19 управления открываются ключи 8, 9, 12 в одном из каналов и ключи 10, 11 и 13 соответствующей группы датчиков. При этом ток с положительного полюса источника протекает через резистор 14, регулирующий элемент 16, через ключ 11, резистор 15, эталонный резистор 5, провода 3 и 4 резистивного датчика 1 , ключ . 12 к отрицательному полюсу источника напряжения. Падение напряжения на резисторах 5 и 15 сравнивается на выходе усилителя 17 с опорным напряжением источника 18. Усилитель 17 изменяет сопротивление канала регулирунлцего элемента 16 до достижения равенства этих напряжений. Изменением величин резисторов 15 для каждой группы измеряемых датчиков может быть установлен свой оптимальный ток. 2 ил. (/)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ае «и

yg 4 С 01 К 7/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3890241/24-10 (22) 23.04.85 (46) 15. 01, 87. Бюл. Ф 2 (72) М.В.Мусин

{53) 536.53 (088.8) (56) Тургин А.М. Проволочные преобразователи и схемы их применения. М., 1962.

Авторское свидетельство СССР

У 883671, кл. С 01 К 7/20, 1981. (54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет упростить устройство, повысить.быстродействие, точность и расширить диапазон измерений. При поступлении сигналов с выхода блока 19 управления открываются ключи 8, 9, 12 в одном из каналов и ключи 10, 11 и 13 соответ.ствующей группы датчиков. При з-ом ток с положительного полюса источника протекает через резистор 14, регулирующий элемент 16, через ключ

11, резистор l5 эталонный резистор

5, провода 3 и 4 резистивного датчика 1 ключ .12 к отрицательному полюсу источника напряжения. Падение напряжения на резисторах 5 и 15 сравнивается на выходе усилителя 17 с опорным напряжением источника 18.

Усилитель 17 изменяет сопротивление канала регулирующего элемента 16 до достижения равенства этих напряжений.

Изменением величин резисторов 15 для каждой группы измеряемых датчиков может быть установлен свой оптимальный ток. 2 ил. 128

5 15 э 5

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения температуры с помощью.резистивных датчиков по мостовой измерительной схеме.

Цель изобретения — упрощение устройства, повышение быстродействия и точности, расширение диапазона измерений.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — выходные сигналы блока управления.

Устройство содержит в каждом канале резистивные датчики 1 с тремя соединительными проводами 2 — 4, эталонные резисторы 5 по числу групп однотипных датчиков, источник 6 тока, измерительный блок 7 (в качестве измерительного блока может использоваться дифференциальный усилитель), первый 8 и второй 9 ключи, пятый 10 и четвертый 11 ключи, третий ключ 12, шестой ключ 13, первый дополнительный резистор 14, вторые дополнительные резисторы 15 по числу эталонных резисторов 5, регулирующий элемент

16, операционный усилитель 17, источник 18 опорного напряжения и блок

19 управления.

Количество первых — третьих ключей равно числу измерительных каналов и, а четвертых †шест — числу групп однотипных датчиков m. Общее количество датчиков разбито на группы m no числу диапазонов измерений. Блок управления имеет и выходов для управления первыми — третьими ключами, и и выходов для управления пятым — шестым ключами.

Устройство работает следующим образом.

Пусть количество каналов и = 256, количество групп однотипных датчиков

m = 8. На фиг. 2 показаны выходные сигналы блока 19 управления. В общем случае разбивки на группы датчиков может быть на любое целое число (управляющие сигналы m в этом случае мо,гут быть получены от сигналов п с помощью многовходовых элементов ИЛИ) . При поступлении сигналов с выхода блока управления открываются ключи 8, 9, 12 в одном из каналов и ключи 10, 11, 13 соответствующей группы датчиков. При этом ток с положительного полюса источника + E протекает через резистор 14, регулирующий элемент 16, через ключ 11, резистор 15, эталонный

3548 2 резистор 5, второй провод 3 резистивного датчика f третий провод 4 датчика 1, ключ 12 к отрицательному полюсу источника -E. Падение напряжения на реэистивном делителе (относительно общей шины) Р5 и Р15 через ключ 13 сравнивается на входе усилителя 17 с опорными напряжением U источника 18 опорного напряжения.

10 Усилитель 17 изменяет сопротивление канала регулирующего элемента 16 до достижения равенства этих напряжений.

При этом через резистор 14 протекает ток i который не зависит ни от ве15 личины резистора 14, ни от величины источника Е, ни от сопротивления ключей 11 и 12, а определяется выражением

Этот ток создает падение напряжеI I ния U на резисторе 14, равное U

= К,g- i.

Это напряжение поступает на вход опорного напряжения источника 6 тока, и поскольку величина резистора

14 и токоэадающего резистора источника 6 идентичны, то выходной ток

З источника 6 тока тоже идентичен току 1 и не зависит ни от сопротивления ключа 9, ни от сопротивления нагрузок. Выходной ток источника 6 тока протекает при этом через ключ

З5 9, первый провод 2 датчика 1, резистивный датчик 1, третий провод 4. датчика, ключ 12 также к отрицательному источнику — Е, Падение напряжения U на эталон40 ном резисторе 5 через ключ 1О поступает на второй вход иэмерительного блока 7, а суммарное падение напряжения U на втором проводе 3 датчика 1, первом проводе 2 — через

45 ключ 8 на первый вход измерительного блока 7:

U = i i. + iR — ir =iR ф = 1 = 1Э где r =r — сопротивление соедини2 э тельных проводов 2 и 3 датчика 1.

В измерительном блоке 7 происходит вычитание, и результат измерения b,U равен

413 = U -U =i(R -R ) =i-аК э

1283548 где дК вЂ” отклонение величины сопротивления датчика от эталонного.

При этом падения напряжения на третьем проводе 4 и ключе 12 в результат измерений не входят. Как видно из уравнений (1), изменением величин резисторов 15 для каждой группы измеряемых датчиков может быть установлен свой оптимальный 10 ток. Это позволяет установить наи- " более благоприятный режим измерения, исключить излишний разогрев высокоомных датчиков, в то же время получить большой уровень сигнала при из- 15 мерении низкоомных датчиков, тем самым повышая точность измерений и расширяя диапазон измеряемых резисторов.

В данном случае диапазон измерений по сравнению с известным устройством 20 расширяется в восемь раз, поскольку при измерении может быть установлено восемь значений токов через датчики.

В предлагаемом устройстве за счет измерения в один такт в два раза повышается быстродействие по сравнению с известным устройством.

Таким образом, в предлагаемом устройстве при сохранении достоинств мостовой схемы измерения достигает,ся упрощение конструкции, повышение точности и быстродействия, а также расширение диапазона измерений.

/ 35

При подаче в качестве опорного напряжения U переменного напряжения. результат измерения выдается в виде переменного напряжения.

Форм.ула изобретения

Многоканальное устройство для измерения температуры, содержащее параллельные измерительные каналы, резистивный датчик и три ключа в каж-"5 дом измерительном канале, эталонные резисторы, источник тока, блок .управления, измерительный блок, причем первый провод резистивного датчика через первый ключ подключен к первому входу измерительного блока и через второй ключ — к выходу источника тока одноименные управляющие входы первого и второго ключей объединены и подключены к соответствующим выходам блока управления, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, в него введены дополнительные параллельно соединенные каналы, каждый из которых снабжен тремя ключами и резистором, усилитель, регулйрующий элемент, дополнительный резистор, источник напряжения, источник опорного напряжения, причем первый вывод эталонного резистора подключен к входу пятого ключа, а вторые выводы резистивных датчиков и эталонных резисторов подключены к общей шине, третий провод резистивного датчика через третий ключ под-! ключен к отрицательному полюсу источ ника напряжения, положительный полюс которого непосредственно соединен с входом источника тока и через дополнительный резистор с вторым входом источника тока, а в дополнительных каналах первый вывод эталонного резистора через резистор подключен к входу четвертого ключа и через шестой ключ подключен к первому входу усилителя, второй вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения, а выход — к управляющему входу регулирующего элемента четвертого ключа и через регулирующий элемент соединен с вторым входом источника тока, выход пятого ключа подключен к второму входу измерительного блока, управляющий вход третьего ключа соединен с управляющимивходами первого и второго ключей, а управляющий вход шестого, четвертого ключей соединены с управляющим входом пятого ключа и соответствующим выходом блока управления.

Составитель E.Çûêîâ

Редактор Н.Слободяник ТехредЛ.Сердюкова! Корректор С.Шекмар

Заказ 7427/37 тр 77в Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Укгород, ул. Проектная, 4