Устройство для измерения показателя тепловой инерции термопреобразователя
Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для автоматической сортировки термопреобразователей по значению показателя тепловой инерции. Цель изобретения - повышение точности измерения. Устройство содержит термопреобразователь 1, показатель тепловой инерции которого измеряют , источник 2 опорного напряжения, измерительный усилитель 3, схемы 4 и 5 сравнения, нагреватель 6, триггеры 7 и 13, управляемьА ключ 8, источник 9 питания, счетчики 10 и 16 импуль- iCOB, схему И-НЁ,11, генератор 12 опорной частоты, схему И 14 и делитель 15 частоты. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяет устранить систематическую погрешность j обусловленную временем нагрева термопреобразователя 1. Число импульсов , зафиксированное в счетчике 16, является мерой для определения показателя тепловой инерции исследуемого термопреобразователя и не зависит от его нагрева, что повышает точность измерений. 1 ил. S (Л
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) @11 4 G 01 К 15/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3863207/24-10 (22) 02.01.85
„(46) 15.01.87. Бюл. У 2 (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) К,С.Глиненко и К.С.Семенистый (53) 536.53 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Р 655912, кл. G 01 К 15/00, 1979.
Авторское свидетельство СССР
В 974148., кл. G 01 К 15/00, 1981. .(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ТЕПЛОВОЙ ИНЕРЦИИ ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназ начено для автоматической сортировки .термопреобразователей по значению показателя тепловой инерции.
Цель изобретения — повышение точности измерения. Устройство содержит термопреобразователь 1, показатель тепловой инерции которого измеряют, источник 2 опорного напряжения, измерительный усилитель 3, схемы 4 и
5 сравнения, нагреватель 6, триггеры
-7 и 13, управляемый ключ 8, источник
9 питания, счетчики 10 и 16 импуль;сов, схему И-НЕ,11, генератор 12 опорной частоты, схему И 14 и делитель 15 частоты. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяет устранить систематическую погрешность; обусловленную временем нагрева термопреобразователя 1. Число импульсов, зафиксированное в счетчике
16, является мерой для определения ,показателя тепловой инерции исследуемого термопреобраэователя и не зависит от его нагрева, что повышает точность измерений. 1 ил.
1283551
Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для определения показателя тепловой инерции термопреобразователей в лабораторных и заводских условиях, например, при их автоматической сортировке по значению показателя тепловой инерции.
Целью изобретения является повышение точности измерения показателя тепловой инерции путем устранения систематической погрешности, обусловленной временем нагрева термопреобразователя.
На чертеже приведена блок-схема устройства.
Устройство содержит термопреобразователь 1, показатель тепловой инерции которого необходимо изме рить, источник 2 опорного напряжения, измерительный усилитель 3, две схемы
4 и 5 сравнения, нагреватель 6 термопреобразователя, первый триггер 7, управляемый ключ 8, источник 9 питания, первый счетчик 10 импульсов, логическую схему 11 типа И-НЕ, генератор t2 опорной частоты, второй триггер 13, логическую схему 14 типа И, делитель 15 частоты и второй счетчик 16 импульсов.
Нагреватель 6 термопреобразователя соединен с источником 9 питания через управляемый ключ 8, измерительный усилитель 3 соединен с выходом термопреобразователя 1, а выход усилителя — с первыми входами двух схем 4 и 5 сравнения, вторые входы которых соединены раздельно с источником 2 ойорных напряжений, входы триггера 7 подключены к .выходам схем 4 и 5 сравнения, а его выход соединен с управляющим входом ключа
8. Первый вход логической схемы И-НЕ
11 и вход счетчика 10 импульсов подключены к выходу триггера 7,.второй вход которого соединен с выходом триггера 13, а выход подключен к одному иэ входов схемы И 14 к второму входу которой подключен генератор
12 опорной частоты, выход схемы И 14 через делитель 15 частоты соединен с входом счетчика 16 импульсов, а установочный вход триггера 13 соединен с выходом счетчика 10 импульсов.
Устройство работает следующим образом.
V(t) = Е, ехр(- ), t
25 где Е< — значение выходного напряжения термопреобраэователя в момент окончания теплового импульса;
30 Т вЂ” измеряемое значение показателя тепловой инерции термо преобразователя," текущее время.
Спустя некоторый промежуток времени Д1 выходное напряжение остывающего термопреобразователя 1 достигает значение Е» при котором срабатывает схема 5 сравнения.
С учетом (1) можно показать, что
40 величины 6,t и ь связаны между собой зависимостью
Е» — 1,п
Ег (2) 45 С выхода схемы 5 сравнения поступает сигнал на один из входов триггера 7, на выходе которого появляется "1", поступающая на счетчик IО. импульсов и управляющий вход ключа
50 8. Ключ 8 при этом замыкается и на нагреватель 6 от источника 9 поступает ток, нагревающий термопреобраэователь 1. Как только выходной сигнал термопреобразователя 1 достига55 ет в результате нагрева значения, равного Е<, срабатывает схема сравнения 4 и на другой вход триггера 7 поступает сигнал, который переводит
его в "0". При этом ключ 8 размыкаВыходное напряжение термопреобразователя 1, уеиленное при помощи измерительного усилителя 3, поступает на первые входы схем 4 и 5 сравнения, на вторые входы которых подаются опорные напряжения Е< и Ег (Е, Ег) от источника 2 опорных напряжений, При этом схема 4 сравнения срабатывает, если выходное напряжение усилителя 3 превышает опорное напряжение Е<, а схема 5 сравнения — когда выходное напряжение усилителя 3 становится меньше опорного напряжения Ег .
t5 На выходах схем 4 и 5 сравнения появляются при этом импульсы, поступающие на соответствующие входы триггера 7.
Усиленный выходной сигнал остываю20 щего термопреобразователя 1 в регу-. лярном тепловом режиме изменяется по экспоненциальному закону
1283551
50 (3) Коэффициент деления делителя 15 частоты можно выбрать равным, например, Н, т.е. численно равным зна- 55 чению емкости счетчика 10.
В результате на вход счетчика 16, выход которого является выходом устется и подогрев термопреобразователя
1 прекращается. После прекращения действия теплового импульса дли1 тельностью h,t преобразователь 1 остывает до тех пор, пока его выходное напряжение не достигнет значения Е . После этого вышеописанный процесс многократно повторяется.
Многократность процесса измерения значения ñ обуславливает сглаживание случайных погрешностей, неизбежных при одиночном измерении.
Для получения результата измерения 3 триггер 13 предварительно устанавливается в положении "0" и на входе логической схемы 11 отсутствует разрешающий сигнал для дальнейшего прохождения .выходных импульсов триггера 7.
По сигналу "ПУСК",поступающему на один из входов триггера 13 и разрешающий вход счетчика 10 триггер 13 переводится в положение "1" и с вы,хода триггера 7 через логическую схему 11 на вход схемы И 14 поступают
25 импульсы длительностью gt.
Одновременно при этом импульсы с выхода триггера 7 начинают поступать на вход счетчика 10 и за некоторое время переполняют его. Емкость И счетчика 10 задана, а импульс переполнения его, постунающий на второй вход триггера 13, переводит послед, ний в состояние "0" и поэтому поступ,ление импульсов на выход устройства 35 прекращается в момент переполнения, счетчика 10.
На вход делителя 15 частоты с выхода генератора 12 опорной частоты через логическую схему 14 поступают 40 импульсы с частотой f . лишь в промежутки времени Дt начиная с момента "ПУСК" до момента переполнения счетчика 10 с заданной емкостью И.
Так как число промежутков времени . 45 определяется емкостью N счетчика 10 импульсов, то суммарное число импульсов n, поступивших на вход
1 делителя 15 до момента переполнения счетчика .10, равно
I и =Ыgt. ройства, поступает от генератора 12 число импульсов, равное
Е> п = f 1п— о (4) Из выражения (4) следует, что число п импульсов, зафиксированное в счетчике 16, может являться мерой для определения показателя тепловой инерции 3 последующего термопреобразователя и не зависит от времени его нагрева, что существенно повышает точность измерения.
С учетом этого, значение показателя тепловой инерции термопреобразователя можно определить из следующего соотношения и
Е, f,1п—
Eã (5) Формула изобретения
Устройство для измерения показателя тепловой инерции термопреобразователя, содержащее нагреватель термопреобразователя, соединенный через управляемый ключ с источником питания, измерительный усилитель, вход которого соединен с термопреобразователем, а выход — с первыми входами двух схем сравнения, вторые входы которых соединены раздельно с источником опорных напряжений, триггер, два входа которого подключены к выходам схем сравнения, а выход соединен с управляющим входом ключа, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения путем устранения погрешности, обусловленной временем нагрева термопреобразователя, в него введены два счетчика импульсов, дополнительный триггер, генератор опорной частоты, логические схемы И-НЕ, И и делитель частоты, при этом первый вход логической схемы И-НЕ и вход первого счетчика импульсов подключены к выходу первого триггера, второй вход логической схемы И-НЕ соединен с выходом второго триггера, а ее выход подключен к одному из двух входов логической схемы И, к второму входу которой подключен выход генератора опорной частоты, выход логической схемы И через делитель частоты соединен с входом второго счетчика импульсов;а установочный вход второго триггера соединен с выходом первого счетчика импульсов.
