Устройство для измерения температуры

 

Изобретение относится к цифровым измерителям температуры на основе уравновешенного моста постоянного тока, может быть использовано в качестве широкодиапазонного измерителя температуры. Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых температзФ и повышение точности измереf-f || J i Ji.-.i. r r,T..j .т .л НИН. Вследствие понижения температуры баланс измерительного моста нарушается . В результате заполнения счетчика 38 числовое значение кода на выходах увеличивается, переключая соответствующие кхиочи уравновешивающего плеча моста, баланс восстанавливается и на первом выходе, нуль-органа восстанавливается логический о, запрещающий прохождение тактовой частоты на вход 36 счетчика 38. Блок 39 индицирует новое значение температуры. При увеличении сопротивления термообразователя 1 появляется разбаланс другой полярности, и на втором выходе селектора 34 появляется .сигнал логической 1, разрешающий прохождение тактовой частоты с генератора 35 на вычитающий вход 37 счетчика 38. Блок 39 индицирует новое значение температуры. 1 ил. (Л ел сх 00 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4 С 01 К 7/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР оПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3632378/24-10 (22) 01 ° 07.83 (46) 07.06.87. Бюл. Р 21 (72) В.С.Барабаш, Ю.В.Подгорный, М.Б.Мясников и О.В.Лончаков (53) 536.53(088.8) (56) Малиновский В.К. Цифровые изме рительные мосты. — М,: Энергия, 1976, с. 181.

Патент США М 3702076, кл. 73-362, опублик. 1972. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к цифровым измерителям температуры на основе уравновешенного моста постоянного тока, может быть использовано в качестве широкодиапазонного измерителя температуры. Цель изобретения— расширение диапазона измеряемых температур и повышение точности измерения. Вследствие понижения температуры баланс измерительного моста нарушается. В результате заполнения, счетчика 38 числовое значение йода на выходах увеличивается, переключая соответствующие ключи уравновешивающего плеча моста, баланс восстанавливается и на первом выходе,.нуль-органа восстанавливается логический

"0" запрещающий прохождение тактовой частоты на вход 36 счетчика 38.

Блок 39 индицирует новое значение температуры. При увеличении сопротивления термообразователя 1 появляется разбаланс другой полярности, и на втором выходе селектора 34 появляется, сигнал логической "1", разрешающий прохождение тактовой частоты с генератора 35 на вычитающий вход

37 счетчика 38. Блок 39 индицирует новое значение температуры. 1 ил.

1 13158

Изобретение относится к области температурных измерений, а именно к цифровым измерителям температуры на основе уравновешенного моста постоянного тока, и может быть использовано в качестве широкодиапазонного измерителя температуры.

Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых температур и повышение точности измерения, Ю

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство для измерения температуры содержит термопреобразователь

1 сопротивления, например, платино- 15 вый с сопротивлением R, включенный последовательно с дополнительным резистором 2 с сопротивлением R в одно из плеч измерительного моста, в два других плеча которого включены 20 резисторы 3 и 4 с сопротивлением В. и R, Уравновешивающее плечо измерительного моста состоит из последовательно соединенных первого 5, второго 6, третьего 7 и четвертого 8 резисторов с сопротивлениями R<-R> и резисторов 9-24 с сопротивлениями

Rз-К с соответствующими ключами К9К24, образующими четыре управляемые тетрады 25-28 двоично взвешенных ре- 30 зисторов (магазин сопротивлений). Резистор 29 с сопротивлением R< включен параллельно резистору 5 через замкнутые контакты первого ключа

30. Резисторы 7 и 8 зашунтированы раэмыкающими контактами второго и третьего ключей 31 и 32 соответственно.

Измерительная диагональ моста подключена к входу нуль-органа 33, выходы которого соединены с управляю- 40 щими входами селектора 34, к информационному входу которого подключен генератор 35 тактовой частоты, Выходы селектора 34 подключены к суммирующему 36 и вычитающему 37 входам четырехразрядного двоична-десятичного реверсивного счетчика 38 с блоком 39 индикации, Выходы десятых долей 40, единиц 41 и десятков 42 счетчика 38 подключены к управляющим входам ключей соответствующих тетрад 26-28, уравновешивающего плеча моста, а выходы 43 сотен счетчика 38 — к управляющим входам ключей 30-32 и ключей тетрады 25 через дешифратор 44.

33 2 чика соединены с управляющими входами ключей К13 КТ7 и К21 выходы "2" с управляющими входами ключей К14, К18 и К22, выходы "4" — с управляющими входами ключей K15, К19 и К23, а ьыходы "8" — с управляющими входами ключей К16, 520 и К24, Устройство работает следующим образом.

В случае баланса измерительного моста сигнал на входе нуль-органа 33 отсутствует и на его выходах присутствуют сигналы логического "0". В результате селектор 34 закрыт и блок

39 индицирует значение температуры, код которой записан в счетчике 38.

При уменьшении сопротивления термопреобразователя 1 (вследствие понижения температуры) баланс моста нарушается, и на .первом выходе нуль-органа появляется сигнал логической "1", разрешающий прохождение тактовой частоты с генератора 35 через селектор на суммирующий вход 36 счетчика 38.

В результате заполнения счетчика 38 числовое значение кода на его выходах увеличивается, переключая соответствующие ключи уравновешивающего плеча моста, баланс моста восстанавливается, и на первом выходе нульоргана восстанавливается логический "0", запрещающий прохождение тактовой частоты на вход 36 счетчика 38. Блок 39 индицирует новое значение температуры. При увеличении сопротивления термопреобраэователя 1 (вследствие повышения температуры) на измерительной диагонали моста появляется сигнал разбаланса другой полярности, и на втором выходе селектора появляется сигнал логической "1", разрешающий прохождение тактовой частоты с генератора

35 через селектор на вычитающий вход

37 счетчика 38, В результате числовое значение кода на выходах счетчика уменьшается, переключая соответствующие ключи уравновешивающего плеча моста, баланс моста восстанавливает я, и на втором выходе нульоргана восстанавпивается сигнал логического "0", запрещающий прохождение тактовой частоты на вычитающий вход счетчика 38. Блок 39 индицирует новое значение температуры.

Выходные сигналы счетчика 38 представлены логическими сигналами в параллельном двоично-десятичном коде 1-2-4-8. При этом выходы "1" счетДля примера рассмотрим работу устройства с платиновым термопреобразователем сопротивления с сопротивлением 46 Ом при С С (градуировка 211, 3 1315833 4

В этом слУчае РезистоРы моста доЛжны 3) (диапаэон от -2PP до )00 иметь следующие значения, Ом: R2 10, К13 и Кlб (девять десятков ра ь десятков градусов

R> 28,7; R4 560; R5- 13,5; R6 273,66; Цельсия)» К)7 и К20 (девять едини

R> 612,34; R8 142,29; Бгэ 26,70, Ре- градусов Цельсия), К2) и K2l (девять зисторы тетрад 25-28 (сотни, десятки, 5 десятков градуса цельсия). В единицы и десятые доли единиц граду- случае баланс моста определяетс определяется по сов Цельсия) должны иметь соответст- формуле венно сопротивления R<» R„„ R„,и Б.„

» 9 и К«8» 4» 2 и 1 кОм» 347» Б1е» К19 и 10, кго80» 40, 20 и 10 кОм» кг„»,R2» В гэ

1 ,и R24 800, 400, 200 и 100 кОм. «1 + 1 1 1 1

При К =46,00 Ом (t=0, 0 С) и балансе моста все ключи выключены.

Уравнение баланса моста в этом случае При Б. =27,44 Ом (t=-100,0 C) и балансе моста включен ключ 32. Ба(R +R ) (R +R )=R R

2 5 6 3 ланс моста в этом случае определяется

При К =63,973 Ом (=99,9 С) и ба- по формуле лансе моста включены ключи К13 и 20 (R +R2) (R +R(+R )

Кlб (девять десятков градусов Цельсия), К17 и К20 (девять единиц гра- При Б с=45»982 Ом (t=-0,1 С) и бадусов Цельсия), К21 и К24 (девять де- лансе моста включены ключи 32 (дисятых градуса.. Цельсия). В этом слу- апазон от -100 до -0,1 С), К13 и К16 чае баланс моста определяется по фор-25 (девять десятков градусов Цельсия), муле К17 и К20 (девять единиц градусов

Цельсия), К21 и К24 (девять десятых ,(R+R ) ° (R+

1 l 1 1 1 1 1 градуса Цельсия). В этом случае ба+ + + + + 4. ланс моста определяется по формуле

R7g R<6 R7 R2o R27 R12

С 2 Э

Э 4

При К 63»99 Ом (t 100,0 С) и балансе моста включен ключ К9. Баланс моста определяется в этом случае по формуле (R +R ) (R + — — <) =R R

R6 R

2 Э R6+R1 3

Уравновешивание сотен градусов в 40 диапазоне от -200 до -0,1 С осуществляется с помощью ключей 30 и 31 (диапазон от -200 до -100,1 С) и ключа 32 (диапазон от -100 до -0,1 С).

При этом ключи К9-К12 всегда выклю- 45 чены, а уравновешивание десятков, единиц и десятых долей градусов Цельсия осуществляется с помощью ключей

К13-К24 так же, как и при положительных температурах. Например, при

R2=7»95 0M (t=-200 С) и балансе моста включены ключи 30 и 31. Баланс моста в этом случае определяется по формуле

R 9+R29 55 (R +R ) (- — — +R +R )=R R .

С 2 17 +Р 6 7 Э 4 °

У 29

При К =27,421 Ом (t=-lpp,l С) и балансе моста включены ключи 30 и

Э 4

1 ° .1 1 1 1 1 — - + — + -- + — — + -- + — +

6 5 R75 R 6 R17 R20 R21

Формула изобретения, Устройство для измерения температуры, содержащее термопреобраэователь сопротивления, включенный ве одно из плеч измерительного моста, в два других плеча которого включены постоянные резисторы, а уравновешивающее плечо выполнено в виде магазина сопротивлений, нуль-орган, В принципе устройство может работать с платиновыми термопреобразователями любой градуировки при условии изменения номиналов резисторов К -R8

Например, для термопреобразова29 теля градуировки 100П необходимо иметь следуюшие номиналы, Ом: R>

R9 44,970; R4 770,0; Rg 13,31;

R6 301,51; R, 958,54; 1 182,54;

R„2p,24.

Устройство обеспечивает измерео ние температуры в диапазоне от -200 С до +500 C с точностью +0,1 С.

Составитель В.Куликов

Редактор О.Юрковецкая Техред A.Кравчук

Корректор С.Шекмар

Заказ 2352/44

Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-О5, Раушская наб., д. 4/5

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

5 13 вход которого подключен к измерительной, диагонали измерительного мо ста, а выходы подключены к управляющим входам селектора, информацьЬнный вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, блок цифровой индикации, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых температур и повышения точности измерения, в него введены дополнительные резисторы, три управляемых ключа, дешифратор и реверсивный четырехразрядный счетчик, входы которого соединены с выходами селектора, а выходы подключены к блоку цифровой индикации, при этом последовательно с термопреобразователем сопротивления включен дополнительный резистор, а уравновешивающее плечо измерительного моста выполнено в виде четырех . последовательно включенных резисто15833 роВ выводы первого из которых через нормально разомкнутые контакты первого управляемого ключа соединены с выводами пятого резистора, выводы третьего и четвертого резисторов соединены соответственно с нормально замкнутыми контактами второго и третьего управляемых ключей, а магазин сопротивлений включен парал10 лельно второму, .третьему и четвертому резисторам и выполнен в виде четырех управляемых тетрад, управляющие входы которых соединены соответственно с выходами первого, вто15 рого и третьего разрядов четырехразрядного реверсивного счетчика, выходы четвертого разряда которого подключены к входу дешифратора, выходы которого соединены с управляющим входом четвертой тетрады и управляющими входами первого, второго и третьего ключей.