Устройство для измерения показателя тепловой инерции термодатчика

 

Изобретение предназначено для измерения показателя тепловой инерции малоинерционных термодатчиков. Целью изобретения является повышение точности измерения путем уменьшения влияния на результат измерения помех. Сигнал с выхода термодатчика поступает через ключ 16, усилитель 1, схему выборки-хранения 7 и дифференциальный усилитель 9 на входы компараторов 12,13,14. На выходе RS-триггера 15, подключенного к выходам компараторов 12,13, настроенных на определенный порог срабатывания, формируется временной интервал, пропорциональный показателю тепловой инерции термодатчика, который заполняется импульсами от генератора счетных импульсов 17. Блок регистрации 19 фиксирует число импульсов, подсчитанных счетчиком импульсов 18. Для выделения помехи сигнальный провод линии связи периодически отключается посредством ключа 16 от термодатчика 4 и замыкается ключом 5 на общий провод. При этом на выходе усилителя 1 появляется эквивалент сигнала помехи, который запоминается в схеме выборки-хранения 7 и вычитается из сигнала с термодатчика в дифференциальном усилителе 9. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1

ÄÄSUÄÄ1571430 (5g)5 С 01 К 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4Р

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4366523/24-10 (22) 17.11.87 (46) 15.06.90. Бюл. N - 22 (71) Львовский политехнический институт им.Ленинского комсомола (72) Б.В.Дунец, Е.С.Полищук, И.Д.Пытель, Л.N.Òèùåíêo и A,А.Федорчук (53) 536.53(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 655912, кл. G 01 К 15/00, 1977.

Авторское свидетельство СССР

К - 1000791, кл. G 01 К 15/00, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ТЕПЛОВОЙ ИНЕРЦИИ ТЕРМОДАТЧИКА (57) Изобретение предназначено для измерения показателя тепловой инерции малоинерционных термодатчиков.

Целью изобретения является повышение точности измерения путем уменьшения влияния на результат измерения помех. Сигнал с выхода термодатчика поступает через ключ 16, усилитель 1, 2 схему выборки-хранения 7 и дифференциальный усилитель 9 на входы компараторов 12,13 и 14. На выходе RS-триггера 15, подключенного к выходам компараторов 12,13, настроенных на определенный пороr срабатывания, формируется временной интервал, пропор.циональный показателю тепловой инерции термодатчика, который заполняется импульсами от генератора счетных импульсов 17. Блок регистрации 19 фиксирует число импульсов, подсчитанных счетчиком импульсов 18. Для выделения помехи сигнальный провод линии связи периодически отключается посредством ключа 16 от термодатчика 4 и замыкается ключом 5 на общий провод. При этом на выходе усилителя 1 появляется эквивалент сигнала помехи, который запоминается в схеме выборки †хранен 7 и вычитается из сигнала с термодатчика в дифференциальном усилителе 9. 1 ил.

1571430

Изобретение относится к электрическим измерениям . тепловых величин и может быть использовано при измерении показателя тепловой инер5 ции (ПТИ) малоинерционных термодатчи" ков, например термоэлектрических преобразователей, в лабораторных и производственных условиях.

Цель изобретения — повышение точ- щ ности измерения показателя тепловой инерции малоинерционных термодатчиков путем уменьшения влияния на результат измерения помех. (На чертеже приведена схема устрой- !5 ства для измерения показателя тепловой инерции термодатчика, Устройство содержит усилитель 1, двухпроводную линию 2 связи, первый ключ 3, термодатчик 4,,второй ключ 5, 20 элемент НЕ 6, схему 7 выборки-хранения, генератор 8 импульсов, дифференциальный усилитель 9, источник 10 опорного напряжения, делитель 11 напряжения, первый, второй и третий 25 компараторы 12,13 и 14, RS-триггер 15, третий ключ 16,, генератор 17 счетных импульсов, счетчик 18 импульсов и блок 19 индикации, включающий индикатор логического состояния Зр выхода компаратора !4 и схему индикации результата измерения.

Устройство работает следующим образом.

Сначала осуществляют компенсацию начальной температуры термодатчика.

На первый вход компаратора 14 через ключ 16, усилитель 1 и дифференциальный усилитель 9 поступает сигнал с термодатчика 4, пропорциональный 40 исходной температуре среды. На второй вход компаратора 14 поступает сигнал с выхода делителя 11 напряжения.

Величину напряжения на втором входе компаратора 14 с помощью потенцио- 45 метра 20, входящего в состав делителя напряжения, изменяют до момента равенства сигналу термодатчика, контролируемого индикатором логического состояния выхода компаратора 14, входящего в состав блока 19 индикациие

Затем термодатчик переносят в среду с высшей температурой и выдерживают его в ней пока в термодатчике

55 не закончатся нестационарные процессы, после чего термодатчик переносят в среду с исходной температурой. Выходное напряжение усилителя 9 изменяется по затухающей экспоненте с постоянной времени, равной показателю тепловой инерции термодатчика

v(e) - к (и „ (u„- и„)е™j ()) где К вЂ” коэффициент усиления усили" телей 1,9;

U н — напряжение на выходе термодатчика, пропорциональное исходной (начальной) температуре термодатчика;

U — напряжение на выходе термодатчика, пропоциональное высшей температуре; — постоянная времени термодатчика;

t — текущее время.

В момент времени t когда выходной сигнал дифференциального усилителя 9 достигает значения U (t),ðàâного первому опорному уровню

Ь

v, () = к I:v„+ (v„- v„) e н + Е!) (2)

1 срабатывает первый компаратор, открывается ключ 3 и на вход счетчика 18 импульсов начинают поступать импульсы от генератора 17 счетных импульсов.

В момент времени t когда выходной сигнал дифференциального усилителя достигает второго опорного уровня

U (t), срабатывает второй компаратор и закрывает ключ 3, который прекращает подачу импульсов на счетчик импульсов, при этом к.2

U<(t) = к (и„+ (U„- U„)a ")=

K цн+ Ее. (3)

Ее

Отношение — e ", где

Д е -2t,.

Делителем напряжения задается определенное соотношение между EA u

Ке, При Ек)(E = 2 73 2 = !!t т,е. промежуток времени между срабатыванием первого и второго компараторов пропорционален постоянной времеHH термодатчика.

Для.компенсации; влияния помехи, наведенной на линии связи тернодатчи-. ка с усилителем 1, сигнал помехи вы" читается с помощью дифференциального усилителя 9 иэ полного сигнала присутствующего на выходе усилителя 1.

Для выделения помехи сигнальный пронод линии связи периодически отключается, посредством ключа 16, от термоФормула изобретения

Составитель В.Куликов

Техред М.Дидык Корректор С.Шевкун

Редактор А.Долинич

Заказ 1505

Тираж 495

Подписное

ВНИИПИ 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

5 15 датчика 4 и замыкается ключом 5, на общий провод. При этом на выходе усилителя 1 появляется эквивалент сигнала помехи, который запоминается в схеме 7 выборки-хранения. После этого замыкается ключ 16, а ключ 5 и схема выборки-хранения закрываются, вследствие чего на выходе усилителя 1 появляется сумма полезного сигнала и сигнала помехи. Поскольку сигнал помехи поступает на оба входа дифферен-. циального усилителя 9, то на выходе дифференциального усилителя помеха, наведенная на линии связи, отсутствует.

Работа ключей 5 и 16 синхронизирована генератором импульсов 8, причем открывание ключа 16 совпадает во времени с закрыванием ключа 5 и схемы выборки-хранения. Последнее обеспечивается включением элемента НЕ 6 на выходе генератора 8 импульсов, уп- равляющего работой элементов 16, 5, 7, 12,13 и 14.

Устройство для измерения показателя тепловой инерции термодатчика, содержащее термодатчик, первый вывод которого подключен через первый провод двухпроводной линии связи к первому входу усилителя, первый, второй и третий компараторы, вторые входы которых соединены с соответствую71430 6 щими выходами делителя напряжения, подключенного к выходу источника опорного напряжения, RS-триггер, входы которого соединены с выходами первого и второго компараторов, а выход подключен к управляющему входу первого ключа, вход которого соединен с выходом генератора счетных им10 пульсов, а .выход подключен к входу счетчика импульсов, блок индикации, первый вход которого соединен с выходом счетчика импульсов, а второй вход подключен к выходу третьего компаратора о т л и ч а ю щ e. e c я тем что, с целью повыщения точности измерения, в него введены BTopQH и третий ключи, генератор импульсов, элемент

НЕ, схема выборки хранения и дифференр0 циальный усилитель, выход которого соединен с первыми входами трех компараторов, а входы соединены соответственно с выходом и входом схемы выборки-хранения, стробирующий вход 5 которого подключен к выходу генератора импульсов, управляющему входу второго ключа и входу элемента НЕ, выход которого подключен к стробирующим входам компараторов и управляюще-му входу третьего ключа, вход которого соединен с вторым выводом термодатчика, а выход соединен через второй ключ с первым выводом термодатчика и подключен через второй провод двухпроводной линии связи к второму

35 входу усилителя, выход которого соединен с входом схемы выборки-хранения, 1