Устройство для измерения температуры

 

Изобретение относится к технической физике. Цель изобретения - повышение точности измерения температу ры. Выходной сигнал формируется в течение девяти периодически повторяющихся тактов задатчика 12 временных интервалов. В устр-ве мультипликативная составляющая погрешности подавлена , т.к. она имеет второ порядок малости по сравнению с погрешностью задания величины токов, д аддитивная исключена полностью. 3 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 01 К 7/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, " ::

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4143850/24-10 (22) 10. 11. 86 (46) 30.04.88. Бюл. Ф 16 (71) Агрофизический научно-исследовательский институт (72) Б.С.Голубь, В.С.Гутников, А.С.Баран и И.Ф.Будовский (53) 536.53 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 958875, кл. G 01 К 7/22, 1980.

Авторское свидетельство СССР

9 1101690, кл. С Oi К 7/22, 1982.

„„SU„„1392395 А 1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ ТЕМПЕ

РАТУРЫ (57) Изобретение относится к технической физике. Цель изобретения — повышение точности измерения температу ры. Выходной сигнал формируется в течение девяти периодически повторяющихся тактов задатчика 12 временных интервалов. В устр-ве мультипликативная составляющая погрешности подавлена, т.к. она имеет второц порядок малости по сравнению с погрешностью задания величины токов, а аддитивная исключена полностью. 3 ил., 1 табл.

) 392395

Изобретение относится к техничес-! кой физике, а именно к устроиствам для измерения температуры.

Целью изобретения является повыше5 ние точности измерения температуры.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для измерения . температуры; на фиг.2 — временные диаграммы, иллюстрирующие работу уст- 1п ройства; на фиг.3 — - функциональная схема задатчика временных интервалов.

Устройство для измерения темпера1 туры содержит источники тока 1-3, аналоговые ключи 4-7, логарифматор

8 с термочувствительным диодом 9, запоминающий конденсатор 10, буферный усилитель 11, задатчик 12 времен— ных интервалов и выходной фильтр 13 ( нижних частот. Задатчик 12 временных 2g ! интервалов состоит из генератора 14 прямоугольных импульсов, распределителя 15 импульсов на девять, элемента

3 ИЛИ 16 и трех элементов ЗИЛИ-НЕ 17, 18 и 19. 25

Устройство работает следующим образом.

Выходной сигнал формируется в течение девяти периодически повторяющихся тактов задатчика 12 временных 30 интервалов.

В таблице представлены номера замкнутых в каждом такте ключей, определяемых алгоритмом преобразования, значения напряжения на выходе логарифматора 8 U, значения выходного

1 напряжения буферного усилителя 11

Ug„..

В тех тактах, где ключ 7 замкнут, напряжение на выходе буферного усили- 4О теля 11 равно нулю, так как вход бу— ферного усилителя соединен с общим . приводом. При этом создается цепь для быстрого заряда конденсатора 10 до текущего значения напряжения V., которое запоминается на нем и впо" следствии (при разомкнутом ключе 7) вычитается из напряжения на выходе логарифматора 8, Разность этих двух напряжений поступает на вход буферного усилителя

11, коэффициент передачи принят равным 1.

Сигнал с выхода буферного усилителя 11 поступает на вход фильтра 13 нижних частот. При этом значение напряжения на выходе фильтра .13 нижних частот равно среднему значению напряжения на выходе буферного усилителя

11. Если продолжительность всех тактов одинакова, то из таблицы следует

U ÄÄ< Ä Ä=>>, U „,.

1=i (I, I, +I 1з. Т,. т

9 q (1„+Т.а) (I +Тз) г (I,+Iз)2

Из (1) видно, что в выходном сигнале отсутствует составляющая ошибка, обусловленная наличием объемного сопротивления диода RD. Кроме того, если выполняется условие

Т(H Тан Т ьн ° (2) то из (1), раскладывая логарифм в степенной ряд и ограничиваясь первыми двумя слагаемыми разложения, получают формулу для погрешности устройства:

54 3

1 К у у

+dq dq)), (3) где I,I „,I „ — номинальные значеНИЯ ТОКОВ Т1 Т ТЗ д, d, d — относительные пог1 решности задания тОкОВ Iq Ig Тз °

Из выражения (3) следует, что в предложенном устройстве мультипликативная составляющая погрешности сильно подавлена, так как в отличие от известного она имеет второй порядок малости по сравнению с погрешностью задания величины токов, а аддитивная — исключена полностью.

Формула изобретения

Устройство для измерения темпера- . туры, содержащее логарифматор с термочувствительным диодом, три источника тока, выходы которых через первый, второй, третий ключи соответственно подключены к входу логарифматора, запоминающий конденсатор, включенный между выходом логарифматора и входом буферного усилителя, четвертый ключ, первый вход которого соединен с общим приводом, а второй — с входом буферного усилителя, а также задатчик временных интервалов, первый, второй, третий, четвертый выходы которого соединены с входами управления соответственно первого, второго, третьего и четвертого ключей, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен фильтр нижних частот, вход которого соединен с выходом буферного усилите1392395

Такт Замкнутые Выходное напряжение логарифматоров Иапряжение на выходе ключи буферного усилителя

1 4 5 7 U=-81n- — — +R (I+I ) К I +I2

У Э

t q I 0 .1 2 б и„= о

2 4 5 6 U2=-91n — — — --+ R (I+I+I ) К I <+12+ 1

Э t

Я о 1 2 9

П ="г

К 4+Ег+Ез

=-gin — — — — --+R I о з

U =-gin — + R I

К Е, I 0 1

ЦБ9

К I<

=-81n — — — — R Е

yI о 2

4 4 6 7 U=-Вlп — — -+R(I+I)

Еi+Е9

Э Э Ф I O 1 3

U6 =0

5 4 5 6 Ц=-91п — — — — + R (I+I+I )

Ь+Е2+Ез

Ф t

Ч I 1 2 3

К I +Е2+Ез

=-Hln — — — — + R I

Ч I1++z2 о 2

6 U =-eln — + R I

Еб q

66» 4

Ез

= — 8 In — — -- — R

+z о

7 5 6 7 U=-61п — — -+R (I+I)

Е2+ЕЗ

t Э 7 I о 2 9

U-0 б7

U =U -U

В 7

8 4 5 6 U=-eln — — — — +R (Е+I+I ) К I +Е2+Ев

Э Э в Е о т 2 3

К 1 (+12+1

=-8 ln — — — -- + R

q +Е о

К 12

U =-61n — + R I о 2

БЭ 9

К I »

= Rî I9

q Е2+ЕБ

П р и м е ч а н и е. К вЂ” постоянная Больцмана; q — заряд электрона, "8 — абсолютная температура; R — объемное сопротивление диода; I,, I2, I> — величины токов соответствующих источников; Is — характеристический ток диода. ля, а выход является выходоМ устройства, причем задатчик временных интервалов выполнен в виде генератора прямоугольных импульсов, распределителя импульсов на Девять, элемента

ИЛИ и первого, второго и третьего элементов ИЛИ-НЕ, при этом вход распределителя импульсов соединен с выходом генератора, выход элемента ИЛИ является четвертым выходом задатчика временных интервалов, а его входы соединены соответственно с первым, четвертым и седьмым выходами распределителя импульсов, выходы первого, второго и третьего элементов ИЛИ-НЕ являются соответственно первым, вторым и третьим выходами задатчика временных интервалов, входы первого элемента ИЛИ-HE соединены соответственно с шестым, седьмым и девятым, второго элемента ИЛ .1-ЧŠ— с третьим, четвертым и девятым, а третьего элемента

ИЛИ-НŠ— с первым, третьим и шестым выходами распределителя импульсов.

1392395

Составитель А.Щедрин

Техред М.Ходанич

Корректор М.Пожо

Редактор Л.Повхан

Заказ 1883/45 Тираж 607 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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