Устройство для измерения средней температуры

 

Изобретение относится к области температурных измерений и позволяет повысить точность измерения путем усреднения результата измерения по времени и по множеству термопреобразователей. В основу работы устройства положен итерационный принцип усреднения импульсных последовательностей с использованием частотно-импульсной следящей системы. К входу аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 3 с помощью входного коммутатора 2, управляемого сигналами со счетчика 8, последовательно подключаются термопреобразователи 1. Частотный сигнал с выхода АЦП 3 через элемент И 4 поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 5, на вычитающий вход которого через элемент И 10 подается сигнал с выхода преобразователя код - последовательность импульсов 6. На кодовый вход преобразователя 6 поступает код с выхода реверсивного счетчика 5, а на частотный вход - с выхода генератора 7.

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (Si)S 6 01 К Э/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ г-I

t

I

1 !

I ! !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2i) 4450434/24-10 (22) 29.06,88 (46) 30.04.90. Бюл. Х - 16 (71) Ленинградский электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина), Уфимский авиационный институт им. С. Орджоникидзе и Омское машиностроительное конструкторское бюро (72) Н.M. Сафьянников, А.В. Петров, А.И. Кушнир, А.И. Гулин и В.А. Ишал (53) 536.53 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 373546, кл. С 01 К 3/02, 1971.

Авторское свидетельство СССР

Р 1008626, кл. G 01 К 3/02, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕЙ

ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к области температурных измерений и позволяет повысить точность измерения путем усреднения результата измерения по

„„SU„„3 560985 A 1

2 времени и по множеству термопреобразователей. В основу работы устройства положен итерационный принцип усреднения импульсных последовательностей с использованием частотноимпульсной следящей системы. К входу аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 3 с помощью входного коммутатора 2, управляемого сигналами со счетчика 8, последовательно подключаются термопреобразователи 1. Частотный сигнал с выхода АЦП Э через элемент И 4 поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 5, на вычитаю;ций вход которого через элемент И 10 подается сигнал с выхода преобразователя код-последовательность импульсов 6. На кодовый вход преобразователя 6 поступает код с выхода реверсивного счетчика 5, а на частотный вход — с выхода генератора 7. 1 ил.

1560985

Изобретение относится к технике температурных измерений и может быть применено при измерении температурных полей, Цель изобретения — повышение точности измерения путем усреднения результата измерения по множеству термопреобразователей и по времени.

Следящий режим работы обеспечивает большую помехоустойчивость предлагаемого устройства.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит термопреобраэователи 1, подключенные к информационным входам коммутатора 2, аналогоцифровой преобразователь 3, первый элемент И 4, реверсивный счетчик 5, преобразователь 6 код — последова- 2р тельность импульсов, генератор 7, счетчик 8, мультиплексор 9 и второй элемент И 10.

Устройство работает следующим образом. 25

Пусть в начальный момент времени разряды счетчика 5 обнулены. Под .воздействием импульсов с второго выхода генератора 7 счетчик 8 формирует код, управляющий опросом сигналов разрешения, поступающих на информа-, ционные входы мультиплексора 9 с контрольных блоков или пульта оператора и характеризующих аварийную ситуацию в отдельных каналах измерения. Одновременно код счетчика 8 инициирует последовательное подключение коммутатором 2 к входу аналого-цифрового преобразователя 3 выходов термопреобразователей 1. Причем количество кодовых комбинаций счетчика

8 соответствует числу каналов измерения, Аналого-цифровой преобразователь 3 преобразует информативный сигнал каждого термопреобразователя

1 в сигналы с частотами Г „; (i=1,,...,п, где и — число включенных термопреобразователей), пропорциональные температуре и проходящие при наличии сигналов S разрешения

1 5G высокого уровня с выхода мультиплексора 9 на суммирующий вход реверсивного счетчика 5.

Благодаря этому преобразователь

6 код — последоваTåëüíость импульсов, находящийся в пепи отрицательной об55 ратной связи и выполненный в виде двоичного умвожителя частоты,начинает формировать- последовательность импульсов, поступающих при наличии сигнала разрешения на вычитающий вход счетчика 5, средняя частота которых стремится к среднему значению частоты на его суммирующем входе. Блокирование сигналов прямой и обратной связи при обращении к неисправным термопреобразователям элементами И 4 и 10 исключает участие их сигналов в формировании среднего значения температуры на счетчике 5, производя, таким образом, усреднение по количеству исправных датчиков температуры, Изменение сигнала любого термопреобразователя 1, как и выход его из строя, приводит к изменению средней частоты последовательности импульсов на суммирующем входе счетчика 5 и благодаря отрицательной обратной связи формирова— нию компенсирующей средней частоты последовательности импульсов на его вычитающем входе, что приводит к установлению на счетчике 5 в режиме динамического равновесия среднего кода как по множеству термопреI образователей, так и по времени.

В основу работы устройства положен итерационный принцип усреднения импульсных последовательностей с использованием частотно-импульсной следящей системы. В качестве схемы сравнения, вырабатывающей сигнал рассогласования, используется реверсивный счетчик 5, с помо IbKl которого осуществляется суммирование, вычитание частот и интегрирование полученной разности. Условием динамического равновесия устройства является равенство приращений в течение времени цикла опроса п термопреобразователей, т.е. равенство средних значений частот импульсных последовательностей, поступающих на суммирующий и вычитающий входы счетчика

5, формирующего код среднего сигналов термопреобразоватепей 1 °

В течение промежутк» времени Г опроса 1-го термопреобраэователя на выход аналого-цифрового преобразователя 3 поступает F „,. импульсов, l1o окончании времени Т цик.Ia onpoca термопреобразователей 1 на суммирующий вход счетчика 5 пр< ходит б

F . I, S импульсов, то соответxi

1560985 и ствует среднеИ частоте, Р,!, Б. /Т !

=!

Х," за это же время, где S = 1 при наличии сигнала разрешения на выходе мультиплексора 9 и S. = 0 в против-! ном случае; Г„. — частота на выходе

Х! аналого-цифрового преобразователя 3 при опросе i-ro термопреобразователя; f = п1. . При этом на вычитающий вход счетчика 5 поступает импульсная последовательность со средней частотой и

S. — количество испран-!

1=!

Hhlx датчиков .

5 формула изобретения

Устройство для измерения средней температуры, содержащее термопреобразователи, подключенные к информационным входам коммутатора, выход которого через аналого-цифровой преобразователь подключен к первому входу первого элемента И, выход которого подключен к первому входу первого счетчика, преобразователь код-последовательность импульсов, частотный вход которого подключен к первому выходу генератора, второй вы20 ход которого соединен с входом второго счетчика, выход которого подключен к управляющему входу мультиплексора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точнос25 ти измерения, в него введены второй элемент И и реверсивный счетчик, суммирующий и вычитающий входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, а выход подключен к кодовому входу преобразователя код — последовательность имПульсов, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом первого элемента И

35 и подключен к выходу мультиплексора, при этом управляющий вход коммутатора соединен с выходом счетчика, и Е Р NS. ! 0 j

К где N и К вЂ” код и разрядность счетчика 5 соответственно, F — частота импульсов, поступающих с первого выхода генератора 7.

Условие динамического равновесия устройства записывается в виде

F !. = F, где Г+ и F средние частоты импульсных последовательностей на суммирующем и вычитающем входах счетчика 5 соответственно ° При этом на выходе счетчика 5 имеется код

Г„,S,.

1=!

N=P где Р = 2 /n F — коэффициент про порциональности;

Составитель В. Куликов

Редактор Л. Пчолинская Техред Л.Сердюкова Корректор С, Шекмар

Заказ 973 Тираж 493 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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