Устройство для измерения температуры

 

Изобретение относится к области измерения температуры и позволяет повысить точность измерения температуры за счет исключения из общего шумового сигнала составляющих собственных шумов входных усилителей, внешних помех и мультипликативных составляющих на выходе перемножителя. Устройство содержит термошумовой преобразователь 1, соединенный с контактами ключей 4 и 6, а также с одним из двух входов коммутатора 7. Второй контакт ключа 4 соединен с источником образцового тока 3. Образцовый резистор 2 соединен с одним из двух контактов ключа 5, второй контакт которого соединен с вторым контактом ключа 6 и вторым из двух входов коммутатора 7, четыре выхода которого соединены через усилители 12,13 и перемножитель 14 с последовательно соединенными усредняющими аналого-цифровым преобразователем 15 двухтактного интегрирования, сумматором 16 и регистратором 17. Выходы блока управления 18 соединены с соответствующими управляющими входами ключей 5,4 и 6, коммутатора 7, усредняющего аналого-цифрового преобразователя 15 и сумматора 16. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„14?2? ?1 (51)4 С 01 К 7 30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.г, ГОсудАРственный кОмитет

fl0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4297366/24-10 (22) 19.06.87 (46) 15.04.89. Бюл. У 14 (7i) Львовское специальное конструкторское бюро "Электротермометрия" (72) О.И.Чайковский, П.Г.Столярчук, 3.А.Калодий и И.И.Киц (53) 536.53(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 767565, кл, GОI К 7/30,,1980.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1362951, кл . G ОI К 7/30, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение. относится к области измерения температуры и позволяет повысить точность измерения температуры за счет исключения из общего шумового сигнала составляющих собственных шумов входных усилителей, внешних помех и мультипликативных составляющих на выходе перемножителя. Устройство содержит термошумовой преобразователь 1, соединенный с контактами ключей 4 и 6, а также с одним из двух входов коммутатора 7. Второй контакт ключа 4 соединен с источником образцового тока 3. Образцовый резистор 2 соединен из двух контактов ключа 5, второй контакт которого соединен с вторым контактом ключа 6 и вторым из двух входов коммутатора 7, четыре выхода которого соединены через усилители 12, 13 и перемно-., житель 14 с последовательно соединенными усредняющим аналого-цифровым преобразователем I5 двухтактного интегрирования, сумматором t6 и регист- Я ратором 17. Выходы блока управления

18 соединены с соответствующими управляющими входами ключей 5, 4 и 6, > коммутатора 7, усредняющего аналогоцифрового преобразователя 15 и сумматора 16. 1 ил.

1 14727

Изобретение относится к измерению температуры.

Целью изобретения является повышение точности измерения температуры.

На чертеже изображена блок-схема устройства для измерения температуры.

На чертеже обозначено: 1 — термошумовой преобразователь, 2 — образцовый резистор, 3 — источник образцового тока, 4 — 6 — ключи, 7 — коммутатор, включающий в себя ключиконтакты 8-11, 12 и 13 — усилители, 14 — перемножитель, усредняющий АЦП двухтактного интегрирования 15, 16 сумматор, 17 — регистратор, 18 блок управления.

Устройство работает следующим образом.

Измерение температуры осущесттзля- 2п ется за четыре цикла двухтактного интегрирования АЦП. Во время первого цикла при первом такте интегрирования ключи 4 и 5 разомкнуты, а ключ 6 замкнут, ключи 9 и 11 коммутатора 25 замкнуты, а ключи 8 и 10 разомкнуты. При этом напряжение на выходе интегратора АЦП:

При ь1 — 1. 2—

30 (1) где t „— время второго такта интегрирования в первом цикле. где Ul„— напряжение тепловых шумов термошумового преобразователя 1; напряжение помехи, включающее в себя собственные шумы входных усилителей, дрейф напряжения смещения перемножающего устройства и суммарный сигнал, возникающий на выходе перемножающего уст- - 45 ройства в результате пере множения внутренних помех; результирующий коэффициент передачи обоих усилителей и перемножающего устройства; постоянная времени первого такта интегрирования; время первого такта интегрирования.

U п л„

При втором такте интегрирования ключи 4 и 5 замкнуты, а ключ 6 разомкнут, ключи 8 и 11 коммутатора замкнуты, а ключи 9 и 10 разомкнуты. времени на выходе АЦП. Ф, и, =:-„- 1(и,+п„>(п,+и„)ас 1 о

kt (Ulu Пп) ь

На вход АЦП при этом подается напряжение

0 2 (П о п) (Ог и) где Б О,= I R „ — напряжение, создаваемое протеканием образцового тока Т источника 3 через сопротивление шумового термопреобразоватеR 1-3

U — напряжение тепловых ъ шумов образцового сопротивления R <.

Учитывая из ве стное соотношение, характеризующее баланс напряжений на выходе интегратора, результирующее напряжение на выходе интегратора изменяется по закону

kt1 kt 21

П,= — - Я + ц)г + — — (ц

Il (3)

О1) (и о ) U = (U +11 )г+ (11 П )(0 +П

На выходе АЦП двухтактного интегрирования формируется число-импульсный код интервала времени t2> определяемьй из (3): (Uus + Бп)г

t 1, (4) (U и U„) (U „+ U ) который затЕм поступает в- су>э1а тор 16.

Алгоритм преобразования во втором — четвертом циклах осуществляется следующим образом.

Бо втором цикле, соответственно в первом и втором тактах замкнуты ключи 6; 8, 11 и 4, 5, 9, 11; разомкнуты 4, 5, 9, 10 и 6, 8, 10.

Напряжение на выходе интегратора АЦП с — г соответственно — (U „— П ) и

ЙЫ

-т-(U и + U ) (П „— П„) . Интервал

1472771

41с4 f

Тх = AT» - (9)

1 Й,flak Т гЕ (/и П ) "1 (5) (U„+U„) (U„+Uî2) Формула из обретения (О -ОЬ) с, (6) (Пп ЦО1 ) (011 Ц 02) соответственно -„- (U — П1„) и я (U U.)

t (7) А 4 (U +U„) (U„-U„) 4 1 2

40 (Бп+17пЦы(01 U о ) UiuU e» U о ° (U „-U ., ) (U U„-UU., ) 2.

t =t е 1U΄UC

4kT xdf R

То НтПо1, Составитель Е. Зыюов

Редактор Т. Лазоренко Техред А.Кравчук. Корректор Л. Патай

Заказ 1700/41 Тираж 573 Подписное

РЧИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101

В третьем цикле соответственно в 5 первом и втором тактах замкнуты ключи 6, 9» 10 и 4, 5, 8, 10; разомкнуты 4, 5, 8, 11 и 6, 9, 11. Напряжение на выходе интегратора АЦП соответ— 2

10 ственно -2(ц „ — О ) и

-"- „- (U „- П,„) (V „-П„) Интервал

15 времени на выходе АЦП

В четвертом цикле соответственно в первом и втором тактах замкнуты ключи 6, 8, 10 и 4, 5, 9, 10; разомкнуты ключи 4, 5, 9, 11 и 6, 8, 11.

Напряжение на выходе интегратора АЦП

tм (v „+ v „) (v „-v,2), а интервал времени с24равен 30

При суммировании кодов интервалов в сумматоре 16 получим результирующий код, соответствующий интервалу времени

Учитывая малость величины U а М

2 — 4 тем более Й, и U„, выражение 45 можно записать в виде

Цифровой код, пропорциональный измеряемой температуре Т, фиксируется регистратором 17. После фиксации регистратором результата измерения процесс измерения повторяется с первого цикла двухтактного интегрирования .

Устройство для измерения температуры, содержащее образцовый резистор и термошумовой преобразователь» выполненный в виде резистора, коммутатор, первый выход которого подключен к входам первого усилителя, выход которого соединен с последовательно соединенными перемножителем, усредняющим аналого-цифровым преобразователем и сумматором, регистратор, блок управления, соединенный с управляющими входами коммутатора, усредняющего аналого-цифрового преобразователя, сумматора, и ключ, соединенный одним из контактов с термошумовым преобразователем, кроме того, второй выход коммутатора через второй усилитель подключен к второму входу перемножителя, о т л и ч а ющ е е с я тем, что с целью повьщ ения; точности, в него введены источник образцового тока и второй и третий ключи, причем второй контакт первого ключа соединен с источником образцового тока, а первый контакт второго ключа подключен к термошумовому преобразователю и первому входу коммутатора, образцовый резистор через третий ключ, соединен с вторым входом коммутатора и вторым контактом второго ключа, при этом управляющие входы ключей подсоединены к блоку

° управления, а выход сумматора соединен с регистратором.