Устройство для измерения температуры

 

Изобретение относнт-ся к температурным измерениям. Цель изобретения - повышение надежности измерения . В случае обрыва одной из линий 2,3,А и 5 или термопреобразователя 1 загорается один из сигнализаторов 34.1 - 34,5 соответственно, од новременно с которым на индикаторе 27 высвечивается номер канала, для чего дешифратор 26 тактируется импульсом с выхода блока 25 управления, а на информаирнонные входы дешифратора 26 с блока 25 управления подается код контролируемого канала. 4 ил. с СО со - со 1Ч

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 С 01 К 7!00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и.. l-л l " Х-<

ЗН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1286911 (21) 4039312/24-10 (22) 17.02.86 (46) 23.05.88.Бйл.Р 19 (72) В.Ф.Евстратов, Л.П.Логинова и В.С.Дворников (53) 536 ° 531(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1286911, кл. С 01 К 7/00, 1985. е

„„Я0„„1397739 А 2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕИПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относичся к температурным измерениям. Цель изобретения — повышение надежности измере" ния ° В случае обрыва одной из линий

2,3,4 и 5 или термопреобразователя 1 загорается один из сигнализаторов 34. 1 — 34.5 соответственно, одновременно с которым на индикаторе 27 высвечивается номер канала, дпя чего дешифратор 26 тактируется импульсом с выхода блока 25 управления, а на информационные входы дешифратора 26 с блока 25 управления подается код контролируемого канала. 4 ил.

Изобретение относится к области температурных измерений,, а именно к многоканальным устройствам для чэмерения температуры с помощью термопреобразователей сопротивления„ и является усовершенствованием устройства для измерения температуры по авт.св. ¹ 1286911.

Известно устройство для измерения температуры, содержащее блок измерения, блок управления, первый источник тока, инвертор, а также B каждом измерительном канале термопреобразователь сопротивления, первый и второй элементы И, первый, второй и третий ключи, причем первые выводы первого и второго ключей соединены соответственно через»1ервую и втору|с линии связи с первым выводом »åpìo- 20 преобразователя сопротивления, второй вывод которого через третью и четвертую линии соответственно подклю-чен к первому выводу третьего ключа и общей шине, вторые выводы первого 2 и третьего ключей соединены между собой, а первый вход блока измерения подключен к вторым выводам второго ключа каждого измерительного канала, при этом второй вход блока измерения 3С1 и один полюс первого источника тока сэединены с общей пп»ной, а первые входы первого и второго элементов И соединены между собой, ши .у установки

"Контроль", резистор, à;ализатор, дешифратор с индикатором, второй исто вник тока, одним полюсом с-едипенньп« с первым входом анализатора и через резистор с общей шиной, четвертьп«, пятый и шестой ключи, третий:элемент

И, а также в каждом измерительном канале четвертый, пятый, шестой и седьмой элементы И, первый, второй и третий элементы ИЛИ, причем выходы первого„ второго и третьего элементов

ИЛИ подключены соответственно к управляюпв»м входам первого, второго и третьего ключей, а выходы четьзертого и пятого элементов И подключены к входам первого элемента ИШ!, выходы шестого и седьмого элементов И псдS0 ключены к входам третьего элемента

ИЛИ, выходы первого и второго элементов И подключены к входам второгG элемента ИЛИ причем первые .входы

У г четвертого и седьмого элементов каждого измерительного канала подключены к шине "Контроль",, к которой также подключены первый вход третьего элемента И, вход инвертора, управляющий» вход четвертого ключа и второй вход анализатора, второй полюс второго исто «ника тока -.tîäêëþ÷eí к пер--..oму выводу четвертогс ключа, а второй вывод четвертого ключа соединен с вторыми вывсдами первого ключа каждого измерительного канала, а также первыми выводами пятого и шестого кюиочей»,второй вывод пятого ключа подключен к первому входу блока измерения, второй вывод шестого ключа соединен с вторым полюсом первого источника тока, выход инвертора подключен к управляющему входу шестого ключа, а т". с«»e к первым входам пятого, шестого и второму входу первого элементов И каждого измерительного канала, при этом первый и второй выходы блока управления соединены соответствевнс с вторыми входами пятого и ыесто-о элементов И каждого и".ìåðèòåëüíîãî канала„ а третий, чет":åpòûé и »:ятый выходы блока управления подключе«ы соответственно к третьему, четвертому и пятому входам

;=нализатора и .» вторым входам соотвеTcTBFííÎ четвертого и седьмого элементов И ка:кдого измерительного канала и к входу третьего элемента И, выход которогQ соединен с управляющим входом пятэго ключа, а также вторым входом второго элемента И каждого измерительного канал-, шес-ой выход блока управления подключен к шестому входу анализатора и синхровходу дешифратор", информационные входы которого соединены с информационным выходом блока управления, а выход дешифратора подключен к индикатору, седьмой выход блока управления подключен к седьмому входу анализатора, а треть».. входы четвертого,пятого, шестого и седьмого элементов И и первый вход первого элеменга И каждого измер» тельного канала подключены к соотвеTcTBóKèåìó выходу блока управления, при этом анализатор выполнен в виде девяти элементов И, восьми триггеров и пяти сигнализаторов, первые входы первого, второго и третьего элементов И соединены и являются первой входной шиной, а первый вход четвертогс элемента И является второй входной пп»ной, вторые входы первого и второго элементо:з И являются соответственно третьей,» -етвертой входными шинами, а

4 четвертьп элемент ИЛИ !8, восьмой 19, девятый 20 и десятый 21 элементы И, первый 22 и второй 23 блокировочные ключи, блок 24 измерения, в качестве которого может быть использован любой измеритель напряжения, шкала и точность которого соответствуют заданным требованиям измерения, блок 25 управления, дешифратор 26 с индикатором 27,первый 28 и второй 29 источники тока, четвертььй 30, пятый 31 и шестой 32 (не показан) ключи, анализатор 33 с сигнализаторами 34.1, 34,2, 34.3, 34.4 и 34.5 обрыва термопреобразователя и линий связи термопреобразователя, третий элемент И 35, шину 36 установки "Контроль", инвертор 37, резистор 38 и блок 39 памяти, а также элементы И 40-42 и триггеры 43-45.

Анализатор содержит двухвходовые элементы И 46-50, RS-триггеры 51-55 и двухвходовый элемент И 56.

Блок 39 памяти состоит из трех рядов запоминающих ячеек по числу измерительных каналов и в каждом ряду, а каждая ячейка состоит из двух элементов И 57 и 58 и RS-триггера 59.

Устройство работает следующим образом.

В режиме измерения на шину 36 установки "Контроль" подается сигнал логического "0". При этом замыкается четвертый ключ 30, подключая первый источник 28 тока к измерительным каналам. По сигналу с блока 25 управления осуществляется поочередное подключение термопреобразователей 1 с помощью ключей 6-8, управление которыми осуществляется через схемы

ИЛИ 15-17 и схемы И 12,13 и 9 по сигналам с соответствующих выходов блока 25 управления.

При этом термопреобразователь 1 подключается к блоку 24 измерения через ключ 7, а процесс измерения состоит иэ двух тактов. В первом такте к источнику 29 тока через ключ 8 и

50 линию 4 связи подключается вывод термопреобразователя, подключенный к общей точке устройства через линию 5 связи, а во втором такте через ключ 6 ненньп с блоком измерения 24 через линию 3 связи, в результате чего на входе блока измерения обра.зуьтся напряжения

3 139773 второй вход третьего элемента И сое— динен с входами установки в нулевое состояние четвертого, пятого, шестого, седьмого и восьмого триггеров

5 и является пятой входной шиной, выходы первого, второго и третьего элементов И подключены соответственно к входам установки в единичное состояние первого, второго и третьего триггеров, а второй вход четвертого элемента И является шестой входной шиной, а его выход подключен к первым входам пятого, шестого, седьмого, восьмого и девятого элементов

И, при этом прямой выход первого триггера соединен с вторыми входами шестого и седьмого элементов И, а инверсный выход первого триггера подключен к вторым входам пятого, вось- 2О мого и девятого элементов И, прямой выход второго триггера соединен с третьими входами пятого и седьмого элементов И, а инверсный выход второго триггера подключен к третьим 25 входам шестого, восьмого и девятого элементов И, прямой выход третьего триггера соединен с четвертыми входами пятого, шестого и девятого элементов И, а инверсный выход третьего триггера подключен к четвертым входам седьмого и восьмого элементов И, выходы пятого, шестого, седьмого, восьмого и девятого элементов И соединены соответственно с входами установки в единичное состояние четвертого, пятого, шестого, седьмого и восьмого триггеров, выходы которых подключены к сигнализаторам.

Цель изобретения — повышение на40 дежности измерения, а именно обеспечение возможности проведения измерения в случае обрыва одной из четырех соединительных линий связи термопреобразователя сопротивления.

На фиг.! представлена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — схема анализатора, на фиг.3 — схема блока памяти, на фиг.4 — временная диаграмма сигналов блока управления. устройство содержит и измерительных каналов, каждый из которых включает термопреобразователь 1 сопротивления с линиями 2-5 связи, первый 6, второй 7 и третий 8 ключи, первый 9, .и линию связи 2 другой вывод, соедивторой 10,, четвертый 11, пятый 12, шестой 13 и седьмой 14 элементы И, первый 15, второй 16 и третий 17 элементы ИЛИ, дополнительно введенные (= ((Р + г ) где U напряжение первого такта из- мерения; ь(— напряжение второго такта из2 мс:1р с\ ни \» ° — сопротивление линии 5, соединяющей термопреабразаватель с общей точкой;., ок 9

В. — сопротивление термопреобразс9 всл еля»

Мерой измеряемой величины (темпе-ратуры) является разность напряжения

hU =- ц — U, = т.((31

"9

Б режиме контроль на шину 36 установки подается сигнал логической единицы. При этом через кл(oч 30 к измерительным каналам подключается источник 29 тока и открывают=я элеменэ5 ты И 11, 1", 10 и 35 для г(рахсждения с блока 25 управления с третьего„ четвертого и пятого выходов импульсов контроли для поочередного замыкания ключей 6,.8, 31 и 7. .-" О

В результате этого тск источника 29 тока поочередно протекяет через все исследуемые цепи соединения и, В случае исправности, создает падение напряжения на резистор- 38, 0", сутствие напряжения на нем в момент прохождения контрольного импульса свидетельствует о неисправности цепи.

Цикл контроля состоит из трех так-= тов. В первом такте по сигналу с 40 третьего .выхода блока 25 управления замыкается ключ 6 и от источника 29

У тока течет ток по цепи ключ 30 ключ 6 — линия 2 — термапреобразсватель 1 — линия 5 - общяя тс-чка резистор 38. Если при этак: тер мопр е-образователь 1 или линия 2, или линия 5 в обрыве, на резисторе 38 отсутствует напряжение лагическагс нуля, а если все указанные цепи ис.праввы, то на резисторе 38 появляет. я сигнал логической единицы, Во втором такте по сигналу :. четвертога выхода блока. 25 управления замь(каются ключи 7 и 31, и ток от источника 29 тока течет пс цепи ключ

30 — ключ 31 — ключ 7 — пиния 3 термапреобразователь 1 — пиния 5 общая точка — р..зистас 38. Если какая-либо из указанных пиний 2,3 и 5 оборвана, на резисторе 38 появляется сигнал логическага нуля.

В третьего такте па сигналу с четвертага вь(хода блаха 25 управления . I@I!z!I:..ae ся KII(0 8, ника 29 протекает через ключи 30 и 8 пс линиям 4 и 5, с,бщую точку и резистор 38. Если ад(a из линий 4 или 5

o5opI.аня, на выходе резистора 38 ™оявляется сигнал пэгическаго нуля.

Таким образам,, напряжение на резисторе 38 при за(-(ь(кании ключей при обрыве линии 2 "вязи О, 1, 1; при обрыве линий 3 — 1,0,,1; при обрыве пинии 4 — 1„1,0; нри обрыве линии 5

0 0»0 и обрыве гермапреабраэавателя — 0,0 1, где О и 1 соответственно нагря>кение лаги:-и-ского нуля и логической едини(„ы.

AIIапиз целасгнасти цепей осущ-ствляется автоматически в блоке 38

BHMIÈÇ ß .

1пс ". анализа работает следующим образом.

Сигнал с резистсра 38 поступает на адни входы элеме;!тав И 40-4?,, HB. -;рупие входы которых с блока 25 ynpQвпения падаюT я сигналы контроля

cooтветствен Io " третьегo„ .÷åòâåðòora и пя;oro выходов. При наличии на резис ope 38 напряжения логической

«дин1лць(на выходе соответствующего элемента И 40 — 42 появляется импульс который запускает соединенный с ним триггер 43,44 иги 45, яа выходе которых формируются статические сигналы, контроля, поступающие далее на входы четырех входавых элементов И 46-50 в определенном сочетании для анализа ..I9 IooòûooòH цепи по сигналу с шестова выхода блэка управления через элемент И 56, на другой вход кстарага падается сигнал разрешения с шины 3) установки 1 Контроль".

Б случае обрыва одной из линий

2-5 или термопреабразсвателя на выходе загорается сцин из сигнапизатороа 34.1-34.5 cooòâåòoòíeíío, одногременнс с которым на индикаторе 37 высвечивается номер канала, для чего дешифратор 26 тактируется импульсом с шестого выхода блока 25 управления, а на информационные входы дешлфратсра с блока управления подается кад контролируемого канала.

139773

Ц, = Т (r,+ К + г,) (4) du=U=I(R+г) Сигналы логической единицы с выходов элементов И 46, 47 и 49, которые соответствуют обрыву линий 2,3 и 5, выведены в блок 39 памяти, где они запоминаются в ячейке соответствующе5

ro канала и используются в режиме измерения для включения блокировочных ключей 22 и 23, которые в свою очередь, блокируют обрывы указанных цепей. При обрыве линии 2 на выходе элемента И 46 появляется сигнал логической единицы, который запоминается в ячейке первого ряда блока 39 и в режиме измерения через элементы И 19 и ИЛИ 18 включает ключ 22, тем самым блокируя обрыв линии 2.

При этом ток от источников 28 an втором такте измерения течет по цепи ключ 32 — ключ б — ключ 22 - линия 3 -20 термопреобразователь 1 — линия 5, и на входе блока измерения образуется йапряжение

Результат измерения равен

dU = Пг- U,= I (r3+ R ) (5) где r u r — соответственно сопро- 30 3 5 тивление линий 3 и 5 связи.

При обрыве линии 3 формируется сигнал логической единицы на выходе элемента И 47, который запоминается в соответствующей ячейке второго ряда блока 39 н используется для включения ключа 22 через элементы И 20 и

ИЛИ 18. При этом ток от источника 28 во втором такте измерения течет по це-10 пи ключ 6 — линия 2 — термопреобразователь 1 — линия 5, на входе блока измерения образуется напряжение

Пг Х гг+ R.у+ г ) (6) 45 где г — сопротивление линии 2 связи, Измеряемая величина определяется выражением

? (тг+ К ). (7)50

При обрыве линии 4 пропадает напряжение первого такта, поэтому измеряе» мая величина соответствует напряжению второго такта измерения, определяемому по формуле 55

9 8

1 При обрыве линии 5 на выходе элемента И 49 формируется сигнал логической единицы, который запоминается в блоке 39 и используется в режиме измерения для включения ключа 23 через элемент И 21. При этом ток от источника 28 во втором такте измерения течет по цепи ключ 32 — ключ 6 — линия 2 — термопреобразователь 1 — линия 4 — ключ 23, и напряжение на входе блока 24 измерения имеет значение

U,,= I (r + К + r,+ r ) (9)

\ где г, г „ — сопротивление соответственно линии 4 и ключа 23.

Напрял-.ение в первом такте измерения имеет значение и соответственно результат измерения

4" — "г П» — I (r + R + r ).

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет сохранить измерения при обрыве линий 2-5, а также получить высокую точность измерения, для чего достаточно заранее измерить сопротивление соединительных линий и подставить их значения в формулы (5), (7) и (11) . !

Блок 25 управления может быть выполнен на основе генератора тактовой частоты, элемента ИЛИ и двух распределитей импульсов, каждый из которых состоит из счетчика и дешифратора.

Эпюры напряжений на выходах блока 25 управления показаны на фиг.4.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры по авт.св, Р 1286911, о тличающеесятем, что, сцелью повышения надежности измерения, в него введены блок памяти, состоящий из трех рядов запоминающих ячеек по числу п измерительных каналов в каждом, каждая из которых состоит из первого и второго элементов И и

RS-триггера, S- u R-входы которого соединены соответственно с вы1397739

lÏ ходами первого и второго элементов И, а в каждый измерительный канал введе. чы первый и второй блокировочные ключи, восьмой, девятый и десятый элементы И и четвертый элемент ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом первого блокировочного ключа„ включенного между первой и второй линиями связи термопреобразователя сопротивления, а входы соединены с выходами восьмого и девятогG элементов И, первые входы которых соединены соответственно с выходами пятого и первого элементов И, второй блокировочный ключ включен между третьей

И четвертой линиями связи термопреобразователя сопротивления, управляющий вход второго блокировочного ключа соединен с выходом десятого элемента И,, первый вход которого подключен к выходу инвертора, а вторые входы восьмого, девятого и десятого элементов И соединены соответственно с

5 выходами триггеров каждого ряда запоминаюц|их ячеек блока памяти, при этом первые входы первых элементов И за -.сминающих ячеек первого, второго

ig и третьего рядов блока памяти соединены соответственно с выходами пятого, шестого и восьмого элементов И. анализатора, первые входы всех трех элементов И соединены с пятым выходом блока управления, вторые входы первых и вторых элементов И соединены соответственно с и-выходами блока управления, а третьи входы вторых элементов И соединейы с. шиной установ,>ц ки "l(v. троль",