Устройство для измерения температуры

 

Изобретение касается тепловых измерений и позволяет повысить точность измерений температуры с использованием термопар различных градуировок. Устройство содержит термопару 1, блок 2 компенсации температуры холодного спая термопары, нуль-орган 3, генератор импульсов 4, счетчик импульсов 5, схему запуска 6, блок постоянной памяти (БПП) 7, задатчик 8 типа термопары, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 9, блок 10 цифровой индикации. ТермоЭДС Е термопары 1 связана с температурой T зависимостью E = AT<SP POS="POST">2</SP>+BT + C, где A, B, C - постоянные коэффициенты. Код X счетчика 5 преобразуется БПП 7 в код Y = AX<SP POS="POST">2</SP>+BX+C, где A,B,C - постоянные коэффициенты. ЦАП 9 преобразует код Y в напряжение U = KY, где K - вес младшего разряда кода. При условии A=A: (KK<SP POS="POST">2</SP>), B = B: (KK<SB POS="POST">1</SB>), C = C:K, где K<SB POS="POST">1</SB> - постоянный коэффициент, в момент равенства напряжений U и E имеем X = K<SB POS="POST">1</SB>T. 3 ил. 1 з.п.ф.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (11 4 С 01 К 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4343799/24-10 (22) 15.12.87 (46) 23.09.89. Бюл. Я 35 (75) Т.А. Алиев, Р,.Г. Гаджиев и Э.Э. Зейналов (53) 536.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 488092, кл. С 01 К 7/02, 1973., Авторское свидетельство СССР

Ф 1453192, кл. G 01 К 7/02, 09.04.87. (54) УСТРОЙСТВО ДПЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение касается тепловых измерений и позволяет повысить точность измерений температуры с использованием термопар различных градуировок. Устройство содержит термопару 1, блок 2 компенсации темпера2 туры холодного спая термопары, нульорган 3, генератор 4 импульсов, счетчик 5 импульсов, схему 6 запуска, блок 7 постоянной памяти (БПП), эа.датчик 8 типа термопары, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 9, блок

10 цифровой индикации. ТермоЭДС Е термопары 1 связана с температурой

t зависимостью E = at + bt + с, где а,Ь,с — постоянные коэффициенты, Код Х счетчика 5 преобразуется

БПП 7 в код Y = N + BX + С, где

А,В,С вЂ” постоянные коэффициенты.

ЦАП 9 преобразует код Y в напряжение

U = KY, где К вЂ” вес младшего разря2 да кода. При условии А = а: (KKI ), В =Ь: (КК,), С = с:К, где К, — постоянный коэффициент, в момент равенства напряжений U и Е имеем

Х = К,t. 1 s.ï.ô-лы, 3 ил.

Задатчик 8 содержит двухсекцион- 25 ный переключатель 1 типа термопары, шифратор 12, источник 13 стабилизированного напряжения и резисторы 14.1 — 14.п (по числу используемых типов термопар).

Блок 2 образован неравновесным мостом постоянного тока, в состав которого входят термонезависимые манганиновые резисторы 15.1-15.3 и термозависимый медный резистор 15.4.

Общая точка резисторов 15.3 и 15.4 является первым входом. блока 2, общая точка резисторов 15.1 и 15.2 является выходом блока 2, а вершины питающей диагонали моста (общие точки резисторов 15,! — 15.4 и 15.2-15.3) образуют два других входа блока 2.

Устройство работает следующим образом.

ТермоЭДС измерительной термопары 45 описываемая уравнением

Е = at +bt+c (1) где а,Ь,с измеряемая температура.; — коэффициенты, постоянные для термопар данной градуировки, поступает на блок 2, где происходит автоматическая компенсация температуры холодного спая термопары 1. Выходной сигнал блока 2 подается далее на один из входов нуль-органа

3, где происходит сравнение его величины с выходным напряжением ЦАП 9.

3 1509630

Изобретение относится к тепловым измерения с помощью термопар.

Целью изобретения является повышение точности измерений и расширение эксплуатационных воэможностей устройства.

На фиг. 1 представлена структур- ная схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 — структурная схема задат- 10 чика типа термопары, на фиг. 3 — схема блока компенсации температуры холодного спая термопары.

Устройство для измерения температуры содержит термопару 1, блок 2 15 компенсации температуры холодного спая термопары, нуль-орган 3, генератор 4 импульсов, счетчик 5 импульсов, схему 6 запуска, блок 7 постоянной памяти, задатчик 8 типа термопары, цифроаналоговый преобразователь

9 (ЦАП) и блок 10 цифровой индикации.

B момент их равенства меняется логическое состояние на выходе нуль-органа 3, что вызывает запись в блок 10 цифровой индикации информации с первых выходов блока 7 постоянной памяти.

Выходной сигнал генератора 4 им" пульсов поступает на счетчик 5 импульсов (его счетный вход) и при наличии на входе сброса счетчика 5 разрешающего сигнала с выхода схемы

6 запуска происходит за счет поступающих на счетный вход импульсов, Линейно нарастающий код счетчика 5 поступает на младшие адресные коды блока 7 постоянной памяти, вызывая выборку записанных в нем цифровых кодов. Коды на выходах блока 7 определяются также и старшими разрядами адреса, задающими ту или иную область памяти блока 7 в зависимости от уставки переключателя И типа термопары, преобразуемой в цифровой код старших разрядов адреса шифратором 12. На блок 2 прн этом подается стабильное напряжение источника 13 через выбранный переключателем 11 резистор 14, соответствующий данной градуировке термопары 1.

Блок 7 преобразует входной адресный код Х в цифровой код 7, выдаваемый на первые выходы блока 7 и равный

Y.— ÌÕ + ВХ+ g

/ (2) При соответствующем подборе коэффициентов А,В и С (А = а/(КК,), В

=Ь/(КК!), С = с/К, где K< — постоянный коэффициент) получаем

Х=K„ t, (4) Таким образом, в момент равенства сигналов на входах нуль-органа 3 выходной код счетчика 5 однозначно соответствует измеряемой температуре. Одновременно на вторых выходах блока 7 устанавливается такой код, что после записи его в блок 10 цифровой индикапии на индикаторах последнего отображается значение температуры, где А,В,С вЂ” заданные коэффициенты.

ЦАП 9 преобразует код Y в напряжение U = К У, где К вЂ” вес младшего разряда ЦАП 9.

В момент равенства сигналов блока

2 и ЦАП 9 имеем (АХ + ВХ + С) К = at + bt + с, (3) 5 150963

Формула изобретения

1. Устройство для измерения температуры, содержащее термопару, генератор импульсов, выход которого соединен со счетным входом счетчика импульсов, вход сброса которого подключен к схеме запуска, цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен с первым входом нуль-органа, выход которого подключен к входу записи блока цифровой индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,. с целью повышения точности измерении 15 и расширения эксплуатационных возможностей, в него введены блок компенсации температуры холодного спая термопары, к первому входу которого подключена термопара, а к его выхо.ду — второй вход нуль-органа, блок постоянной памяти, младшие адресные входы которого соединены с выходами счетчика импульсов, и эадатчик типа термопары, включающий в себя источник стабилизированного напряжения, шифратор, резисторы и переключатель, первая секция которого соединена с входами шифратора, выходы которого подключены к старшим адресным вхо0 6 дам блока постоянной памяти, а вторая секция подключена общим контактом к одному из полюсов источника стабилизированного напряжения, а другими контактами — к первым выводам резисторов, вторые выводы которых объединены и вместе с другим полюсом источника. стабилизированного напряжения подключены к второму и третьему входам блока компенсации температуры холодного спая термопары, причем первые выходы блока постоянной памяти соединены с входами цифроанащ гового преобразователя, а вторые его выходы подключены к информационным входам блока цифровой индикации.

2. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок компенсации температуры холодного спая термопары содержит неуравновешенный мост из трех манганиновых и одного медного резисторов, в измерительную диагональ которого включена термопара, а диагональ питания соединена с объединенными выводами резисторов задатчика типа термопары и полюсом источника стабилизированного напряжения.

Ôèã. 2

1509630

Тираж 573

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Редактор Г. Волкова

Заказ 5793/33

Составитель В, Голубев

Техред А .Кравчук Корректор А. Обручар