Устройство для измерения температуры

 

Изобретение предназначено для температурных измерений при помощи термопреобразователей сопротивления (ТС) с использованием двухпроводной линии связи. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. Сначала конденсатор 5 заряжается от источника 12 напряжения. После окончания переходного процесса измеритель 9 напряжения по команде с блока 15 управления запоминает напряжение источника 12, а измеритель 10 измеряет и запоминает напряжение на образцовом резисторе 21. После заряда конденсатор 5 разряжается через замкнутый ключ 11, источник 1 тока формирует ток, равный току в момент окончания заряда конденсатора, а измеритель 8 напряжения измеряет и запоминает напряжение на выводах источника 1 тока. Блок 13 вычисления вычисляет величину сопротивления ТС 4. 3 ил.

СОЮЗ СОЯЕ1 СНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1506297 А 1 (51)4 Г О! К 7/16

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А8ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 линии связи. Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.сначала конденсатор 5 заряжается от источника 12 напряжения. После окончания переходного процесса измеритель

9 напряжения по команде с блока 15 управления запоминает напряжение источника 12, а измеритель 10 измеряет и запоминает напряжение на образцовом резисторе 21. После заряда конденсатор 5 разряжается через замкнутый ключ 11, источник 1 тока формирует ток, равный току в момент окончания заряда конденсатора, а измеритель

8 напряжения измеряет и запоминает напряжение на выводах источника тока

1. Блок 13 вычисления вычисляет величину сопротивления ТС 4. 3 ил.! (21) 4349815/?4-10 (?2) 25.12.87 (46) 07.09„89.Бюл. У- 33 (71) Уфимский нефтяной институт (72) Н),Д.Коловертнов, В„И.,Федоров, А.И.Ишемгужин и И,R,Èóõàìåòøèí (53) 536.531 (088.8) (56) Авторское свидетельство ГССР

У 857741, кл„Г Ol К 7/16, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Р 1247678, кл. С 01 К 7/16, 1986. (54 ) УСТРОЙСТВО ДПЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение предназначено для температурных измерений при помощи термопреобразователей сопротивления (ТС) с использованием двухпроводной

Ql

Ю

CO 3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

R6 7 1 4 (4) U10= i к„4-(6 и (5) ° Uto

R1t (e) где

3 150629

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения температуры с помощью термопреобразователей сопро5 тивления, а также других физических величин, преобразуемых в изменение активного сопротивления резистивного датчика, с использованием двухпроводной линии связи. 10

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.

На фиг.l представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — временная диаграмма рабо- l5 ты устройства; на фиг. 3 — один из возможных вариантов построения блока управления.

Устройство для измерения температуры содержит (фиг.l) источник 1 то- 20 ка с управляемыми входами 2 и 3, термопреобразователь 4 сопротивления с параллельно включенным конденсатором

5, линию связи с сопротивлениями 6 и

7 жил, измерители 8-10 напряжения, ключ 11, источник 12 напряжения, блок

13 вычисления, блок 13 вычисления, блок 14 индикации, блок 15 управления с выходами 16 — 20 и обра.- новый резистор 21, 30

Измерители 8-10 напряжения представляют собой устройства выборки— хранения мгновенного значения напряжения в заданный момент времени.

Устройство работает следующим об- 35 разом.

В момент времени С, по команде блока 15 управления с выходов 16 и 19 (U,, П, на фиг.2) отпирается ключ

16

11 и включается источник 12 напряже- 40 ния, после чего конденсатор 5 заряжается по цепи: выход источника 12,образцовый резистор 21, сопротивления

6 и 7 линии связи.

Постоянная времени заряда конден- 45 сатора 5 равна л (R6 + R + В1 )Rn С (!) я + К. + Б, + +Rg

50 где R6,  — сопротивление проводов

6 и 7 линии связи;

R R — сопротивления образцо % вого резистора и термопРеобРазователя сопротивления;

С вЂ” емкость конденсатора 5.

Сопротивление выхода источника 12 не принимают во внимание, так как

7 4 оно намного меньше любого иэ входящего в (1).

К моменту времени t переходной процесс в конденсаторе 5 завершается и ток в линии связи и резисторе 21 становится равным где U — выходное стабилизированное напряжение источника 12.

В момент времени tq . блок 15 управления формирует на вшходе 18 (IJ» на фиг.2) импульс длительностью который поступает на управляющие входы измерителей 9 и 10 напряжения.

Измеритель 9 напряжения запоминает напряжение, определяемое выражением и, = („ +, +, + R ), (3) равное выходному напряжению источника 12 в течение времени 4t » а измеритель 10 измеряет и запоминает напряжение

В момент времени t> по команде блока 15 управления ключ II закорачивает линию связи, одновременно отключая источник 12, а измерители

9 и 10 напряжения переходят в режим хранения напряжений (3) и (4), U, U I (на фиг.2). В течение времени от момента t э до t < конденсатор 5 разряжается с постоянной времени

В момент времени С „ на выходе

16 блока 15 управления формируется короткий сигнал на размыкание ключа

11, а на выходе 17 — короткий сигнал длительностью ht, (П,„ на фиг,2), в течение которого включаются источник 1 тока и измеритель 8 напряжения. На управляющий вход 2 источника

1 тока поступает напряжение !1„, от измерителя 10 напряжения. Ток источника 1 тока выбирается равным ток в измерительной цепи во время ЛС, = С вЂ” t ток источника 1 тока. (8) R 4o

9 8

Полученная разность делится на

1-1 (о ° 25

U (»

R 4

R. (9) В соответствии с алгоритмом обработки сигналов блок вычисления может 3р быть выполнен в виде последонатепьно включенных устройств вычитания и деления.

Сигнал, пропорциональнь»»» отношению (R4/R 9,,), поступает на блок индикации, который отображает результат измерения и единицах измеряемого параметра — температуры.

Блок 15 управления может быть выполнен по схеме, приведенной на фиг.3.40

Он содержит генератор 22 прямоугольных импульсон, формирователь 23 управляющих импульсов, фазосдвигающую цепь 24, укорачивающую цепь 25, пороговые устройства 26 и 27, эле- 45 мент ИЛИ 28, инвертор 29, схемы 30 и 31 совпадения, Блок управления работает следующим образом.

Генератор 22 прямоугольных импульсов вырабатывает импульсы постоянной частоты, которые поступают на вход формирователя 23 управляющих импульсов, на двух выходах которого последовательно во времени фор- 55 мируются два импульса, Проходя через элемент ИЛИ 28, они управляют работой ключа 11 (фиг.!). С первого

5 1 50629

Длительность импульса П„выбирается такой, чтобы за это время конденсатор 5 не успел зарядиться (U„ на фиг,2). Напряжение, запомненное измерителем 8 напряжения в течение

5 времени dt, равно

U = (В + R,+ R »). (7)

Напряжения U((, Пз, П„ постУпают на входы блока 13 вычисления, который по команде блока 15 управления с выхода 20 (П, на фиг.2) по полученным напряжениям определяет искомую величину сопротивления термопре- 15 обраэователя 4.

Последовательность определения неличины сопротивления R д термопреобразователя 4 следующая, Иэ напряжения U9 вычитается нап- 20 ряжение П 4

7 б выхода формирователя 23 поступает импульс на выход 19, управляющий работой источника 12 стабильного напряжения, на фазосдвигающую цепь 24 и на схему 30 совпадения, куда поступает сдвинутый во времени импульс через пороговое устройство 26 с выхода фазосдвигающей цепи 24. На выходе схемы 30 совпадения формируется импульс длительностью 4(;, (11(ня фиг.2), управляющий измерителями 9 и 10 напряжений. С второго выхода формирователя 23 поступает импульс на вход укорачивающей цепи 25, на выходе которой формируется импульс длительностью dt, поступающий через пороговое устройство 27 на выход

17 и управляющий источником 1 тока и измерителем 8 напряжения (фиг.l).

Проиннертированный на иннерторе 29 импульс с выхода порогового устройства 27 поступает на схему 31 совпадения, на второй вход которой поступает сигнал с второго выхода формирователя 23, На выходе схемы 31 совпадения формируется импульс, поступающий на ныход 20 блока 15 управления, управляющий блоком 13 ныч»»сления, Формула изобретения устройство для измерения температуры, содержащее термопреобразователь сопрот инлеиия с параллельно включенным конденсатором, соединенный двухпроводной линией связи с первым и вторым выводами клю»а,управляющий вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с управляющим входом первого измерителя напряжения и первым упранляюшим входом источника тока, перньп» вывод которого соединен с первыми входами первого и второго измерителей напряжения и первым выводом ключа, а второй вывод,соединен с вторыми входами первого и второго измерителей напряжения и первым входом третьего измерителя напряжения, выправляющий вход которого соединен с управляющим входом второго измерителя напряжения и подключен к третьему выходу блока управления, четвертый выход которого соединен с управляющим входом блока вычисления, входы которого соединены с выходами измерителей напряжения, 1506297

О

Ф! це

О фиг, 2

Составитель В.Куликов

Техрел А.Кравчук

Корректор И Муска

Редактор И.Горная

Заказ 5420/43 Тираж 573 Подпис нов

ВНИИПИ Государс твенного комитета по изобретениям и î i .рьггпям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгоро:, vn. Гагарина, 101 а выход подключен к блоку индикации о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены образцовый реэистор и источчик напряжения, выводы которого соединены с выводами источника тока, а управляющий вход соединен с пятым выходом блока управления, при этом первый вывод эталонного резистора соединен с BTQ рым выводом источника тока, а второй вывод соединен с вторым выводом ключа и вторым входом третьего измерителя напряжения, выход которого соединен с вторым управляющим входом источника тока,