Устройство для измерения температуры

 

Изобреуение относится к темлературным измерениям. Устройство содержит блок 1 измерений, источник 2 питания, схему 3 управления, схемы И 4, 12, 13, 24, 25 и 26, схему ИЛИ 5, транзистор 6, инверторы 7, 14 и 23, источник 5 управляющего сигнала, термопреобразователи 16 и 22 сопротивления, термоэлектрический преобразователь 17 и коммутатор 18 на транзисторах 19-21, Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяет повысить помехозащищенность устройства при заземлении термоэлектрического преобразователя 17 путем исключения из результата измерения сигнала помехи. 1 ил. е о | tv 4 СЛ Ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (5)) 4 (01 К 7/00

Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д BTGPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕНН6)Й КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1143995 (21) 3961215/24-10 (22) 04.10,85 (46) 30.04.87. Бюл. 1)ь 16 (72) В.Ф.Евстратов, Л.П.Логинова и В.С.Дворников (53) 536.53(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1143995, кл. С 01 К 7/00ь 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к температурным измерениям. Устройство содержит блок 1 измерений, источник

2 питания, схему 3 управления, схемы И 4, 12, 13, 24, 25 и 26, схему

ИЛИ 5, транзистор 6, инверторы 7, 14 и 23, источник 15 управляющего сигнала, термопреобразователи 16 и

22 сопротивления, термоэлектрический преобразователь 17 и коммутатор 18 на транзисторах )9-21. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяет повысить помехозащищенность устройства при заземпении термоэлектрического преобразователя 17 путем исключения из результата измерения сигнала помехи. 1 ил.

1307245

Изобретение относится к температурным измерениям, может быть использовано в устройствах для многоточечного измерения температуры с помощью термоэлектрических преобразователей и термопреобразователей сопротивления и является усовершенствованием известного устройства по авт.св.

Р 1143995.

По основному авт ° св. и 1143995 известно устройство для измерения температуры, содержащее в каждом измерительном канале термопреобразователь, подключенный к входу трехканального коммутатора на транзисторах, управляющие входы которого соответственно соединены с выходами двух схем

И и источником управляющего сигнала, соединенного с первыми входами схем

И, вторые входы которых соединены соответственно с выходом и входом инвертора, схему управления, подключенную к входам инверторов, источник питания, первый выход которого соединен с общей шиной устройства, источником управляющего сигнала и блоком измерения, вход которого подключен к вторым выходам коммутаторов, первый и третий выходы которого соединены между собой, дополнительный коммутатор, компенсационный термопреобразователь сопротивления, три дополни— тельных схемы И, два дополнительных инвертора, транзистор и схему ИЛИ, входы которой соединены соответствен- 35 но с выходами источников управляющего сигнала, а выход соединен с первым входом первой дополнительной схемы И, выход которой через первый дополнительный инвертор подключен к щ затвору транзистора, включенного между первыми выходами коммутаторов,соединенными с потенциальным выводом компенсационного термопреобразователя сопротивления, подключенного к входу дополнительного коммутатора, и вторым выводом источника питания, соединенным с первым и третьим выходами дополнительного коммутатора, второй выхоц которого подключен к gg входу измерительного блока, при этом выход схемы управления через второй дополнительный инвертор и непосредственно подключен к первым входам второй и третьей дополнительных схем

И, вторые входы которых соединены с выходом первой дополнительной схемы

И, а выходы подключены соответственно к первому и второму, соединенному с третьим, управляющим входам допол1.. нительного коммутатора.

Целью изобретения является повыI шение помехозащищенности устройства при заземлении термоэлектрического преобразователя температуры путем исключения из результата измерения сигнала помехи.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит блок 1 измерений, источник 2 питания, схему 3 управления, первую дополнительную схему И 4, схему ИЛИ 5, транзистор

6, первый дополнительный инвертор 7, п измерительных каналов (на чертеже показаны два канала), каждый из которых включает в себя трехканальный коммутатор 8 на транзисторах 9-11, две схемы И 12 и 13, инвертор 14, источник 15 управляющего сигнала и термопреобразователь 16 сопротивления или термоэлектрический преобразователь 17, подключенные к входу коммутатора, дополнительный коммутатор 18 на транзисторах 19-21, компенсационный термопреобразователь 22 сопротивления, подключенный к входу дополнительного коммутатора 18, второй дополнительный инвертор 23, вторую и третью дополнительные схемы И 24 и 25, четвертую дополнительную схему И 26, Устройство работает следующим образом.

Схема 3 управления, выполненная, например, на основе генератора импульсов, вырабатывает тактовые импульсы, обеспечиваюц|ие двухтактный алгоритм работы устройства, а источник 15 управляющего сигнала вырабатывает сигнал включения одного кана ла, Схемы И 1 2 и 13 и инвертор обеспечивают формирование соответствующих сигналов на управляющих входах коммутаторов .

Алгоритм работы устройства зависит от сигнала на втором входе схемы .И 4, Если в устройстве используются термоэлектрические преобразователи, то на второй вход схемы И 4 должен подаваться сигнал, соответствующий логической "1", при этом транзистор 6 отключает источник 2 питания от коммутаторов 8, а при использовании термопреобразователей сопротивления — сигнал логического "О".

При работе с термопреобразователями- сопротивления в первом такте тран1307245 зисторы 6, 10 и 11 открыты, а транзистор 9 закрыт. Ток от источника тока 2 протекает по цепи: транзистор

6, транзистор 11, выводы термопреобразователя 16 сопротивления, общая шина 27 устройства, первый вывод источника 2 тока. При этом на вход блока измерения 1 поступает напряжение

Ui =TRè. где К, — сопротивление линии связи, I — измерительный ток. Во вто- !0 ром такте транзисторы 6, 9 и 10 открыты, а транзистор 11 закрыт. Ток от источника 2 тока протекает по цепи: транзисторы 6 и 9, термопреобразователь 16 сопротивления, общая шина

27, На вход блока измерения поступает напряжение U =Х(К +К ), где R — сопротивление термопреобразователя

16, однозначно связанное с измеряемой температурой 20

Блок измерения формирует сигнал, пропорциональный разности сигналов (U -U„), т.е, пропорциональный измеряемой температуре. Незаземленный термоэлектрический преобразователь 25 подключается к цепи измерения через транзисторы 9 и 10 последовательно с компенсационным термопреобразователем 22 сопротивления, а сигналы, снимаемые с них, .складываются, что обес- g0 печивает компенсацию температуры свободных спаев термоэлектрического преобразователя.

При работе с незаземленным термоэлектрическим преобразователем на второй вход введенной четвертой дополнительной схемы И 26 подается сигнал с выхода источника управляющего сигнала соответствующего канала и она не влияет на работу ключа 20.

В первом такте транзисторы 9 и 19 закрыты, а транзисторы 10, 20 и 21 открыты. Ток от источника 2 тока протекает по цепи: второй вывод источника 2 тока, транзистор 21, выводы термопреобразователя 22, общая шина устройства, первый вывод источника питания. При этом на вход блока измерения поступает напряжение U>=IP.< где Р— сопротивление четвертого соединительного провода компенсационного термопреобразователя сопротивления. Во втором такте транзисторы

9, 10 и 19, 20 открыты, а транзисторы

11 и 21 закРыты, Ток протекает по цепи: второй вывод источника 2 тока, транзистор 19, термопреобразователь

22, общая шина устройства, первый вывод источника 2 тока, а на вход блока измерения поступает напряжение

U„=E+I(Rк(")+ 1 rPe R„сопротив ление компенсационного термопреобразователя для измерения температуры свободных концов; R — сопротивление подводящего провода; Š— термо-ЭДС термоэлектрического преобразователя, пропорциональная разности температур рабочего и свободного концов термоэлектрического преобразователя. Блок измерения формирует сигнал U< -U =

=E+I RK(t) ° Компенсационный термопреобразователь 22 сопротивления и его ток питания выбираются таким образом, чтобы падение напряжения на нем в заданном диапазоне температур полностью соответствовало изменению термо-ЭДС свободных спаев термоэлектрического преобразователя, благодаря чему и осуществляется компенсация температуры свободных спаев.

При работе с заземленным термоэлектрическим преобразователем сигнал на втором входе четвертой схемы И 26 отсутствует, управляющий вход транзистора 20 отключен от схемы И 25, в результате чего транзистор 20 закрыт в обоих тактах работы устройства.

В первом такте преобразования ко входу блока измерения через транзистор 10 подключается второй (основной) электрод термоэлектрического преобразователя 17 температуры, а третий дополнительный электрод 28, выполненный из того же материала, что и второй, через транзистор !1 подключается к компенсационному термопреобразователю 22 сопротивления и через четвертый соединительный провод к общей шине и второму входу блока измерения, а через третий соединительный провод и транзистор

21 — к источнику 2 питания. При этом на входе блока измерения формируется напряжение U =I R +U, где I R> напряжение, создаваемое тохом от источника 2 на сопротивлении четвертого соединительного провода компенсационного термопреобразователя сопротивления, U — напряжение помехи, создаваемое контурными токами из-за паразитных связей относительно земли в измерительной цепи. Во втором такте измерения включаются транзисторы 9, 10 и 19, транзисторы

11, 20 и 21 закрыты, причем на время подключения незаземленного термоэлектрического преобразователя транзис1307245

U -U =F+IR и г 22 формулаизобретения

Бц=Е+Т (К2+Rä )+U

Составитель В. Куликов

Техред И.Попович

Корректор А.Обручар

Редактор Т. Парфенов а

Заказ 1б19/38

Тираж 777

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 тор 20 открывается. При этом ко входу блока измерения 1 подключается цепь: транзистор 10, второй электрод термоэлектрического преобразователя

17, первый электрод„ транзистор 9, термокомпенсационный резистор 22, общая шина. Ток от источника 2 протекает по цепи: транзистор 19, первый вывод коммутатора, компенсационный термопреобразователь 22 сопротивления 1О, общая шина ° При этом напряжение, создаваемое на входе блока измерения, имеет значение где à — сигнал термоэлектрического преобразователя;

I Р— напряжение на компенсацион г ном термопреобразователе со- 2р противления, Составляющие (I Рд+Б„) являются сигналами помехи, которые записаны в память блока преобразования в 1-ом 2S такте преобразования, Результатом измерения является разность напряжений, в которой отсутствуют сигналы помехи цепи

Устройство для измерения температуры по авт.св. Р !143995, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности устройства при заземлении термоэлектрического преобразователя, в него дополнительно введена четвертая схема И, а термоэлектрический преобразователь снабжен третьим электродом, соединенным с третьим входом коммутатора,при этом второй управляющий вход дополнительного коммутатора соединен с третьим управляющим входом через четвертую схему И, второй вход которой подключен к выходу источника управляющего сигнала измерительного канала с незаземленным термоэлектрическим преобразователем.