Устройство для измерения температуры
СОЮЗ СО8ЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 С 01 К 7/14
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К A BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHAM
ПРИ ГКНТ СССР (71) 4610321/10 (22) 26 . 10.88 (46) 07.01.91. Бюл. № 1 (71) Днепропетровский филиал Научноисследовательского института резиновой промышленности (72) Л.В.Ятцелев и В.А.Стогов . (53) 536.53 (088.8) (56) Патент ГДР № 215631, кл. С 01 К 7/14, 1985.
Авторское свидетельство CCCP
¹- 1345067, кл. G 01 К 7/14, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
f57) ..Изобретение относится к термо2 метрии и позволяет повысить точность измерения. Выходной сигнал термоэлек" трического преобразователя (ТЭП) 1 через предварительный усилитель 2 поступает на вход сумматора 4. На второй вход сумматора поступает сигнал с блока 3 компенсации термо-ЭДС свободных концов ТЭП. Выходной сигнал сумматора 4 одновременно поступает на информационные вход аналого-цифроврго преобразователя (АЦП) 6 непосредственно, а на опорный вход АЦП 6-через регулируемый делитель напряжения.
На выходе АЦП 6 формируется цифровой код, пропорциональный измеряемой температуре. 1 ил.
1619068
10
20
55
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения температуры.
Цель изобретения — повышение точности измерения.
Если принять, что цифровой код на выходе АЦП, т.е. количество импульсов таймера до момента сравнения входного и эталонного сигналов, численно равен температуре измеряемого объекта, то при постоянном опорном сигнале формируемый а АЦП эталонный сигнал определяется по формуле
U,= JCdt = Ct, (1) где U — формируемый в АЦП эталонный э сигнал;
С вЂ” постоянный опорный сигнал;
t — температура измеряемого объекта.
Если добавить к постоянному опорному сигналу сигнал, поступающий с выхода сумматора, с определенным коэффициентом пропорциональности К, то
К = )Cdt + JK At Bt + Br)dt = Ct + (— — + — — )К (2) 3 2 где U „- сигнал на информационном входе АЦП, равный выходному сигналу сумматора. I ° Ф Значения величин С и К2 выбираются из условия совпадения величины цифрового кода на выходе АЦП с. величиной температуры измеряемого объекта в конце рабочего диапазона измерения . Погрешность линеаризации выходного сигнала ТЭП устройства определяется по формуле 3, 2 (t) = U — U = At + Bt — Ctвх AtУ (— -+ )К 3 2 2 (3) Рассмотрим формулы определения погрешности известного предлагаемого. устройств. Выберем величину С в формуле (3), равную величине В, тогда At Bt 3 2 3 (с ) = At — (— - + — -)K ° (4) й. 3 2 1 2 А с 1 (t) = At — К 2В(— -- + At + 2В Br. 2 А r. s Bt + 9 =Ar. - (+At+1 — -)К 2, 2В 2 3 (5) где К = К 2 — коэффициент переда3 чи регулируемого делителя напряжения известного устройства, Из формул (4) и (5) следует, что для приведения погрешностей к минимальному значению необходимо, чтобы величины слагаемых, стоящих в скобках и связанных второй степенью умноженные на коэффициенты К, приближались к величине At при одновременном уменьшении величин слагаемых, связанных третьей и четвертой (для формулы 5) степенью r.. Однако даже А2 Ф без учета величины — — видно что 2Б А погрешность известного устройства будет в три раза больше, чем у предлагаемогоо устр ойства . Кр оме того, для уменьшения погрешности предлагаемого устройства можно варьировать в неболыпих пределах величиной С, т.е. постоянной составляющей опорного сигнала АЦП предлагаемого устройства. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого vc TDQHcTBR Устройство содержит термоэлектрический преобразователь (ТЭП) 1, предварительный усилитель 2, блок 3 компенсации термо-ЭДС свободных концов ТЭП, сумматор 4, регулируемый делитель 5 напряжения и аналого-цифровой преобразователь 6. Устройство работает следующим образом. Вводят горячий спай ТЗП 1 в контакт с измеряемым объектом. ТЗП вырабатывает термо-ЭДС, соответствующую разности температур измеряемого объекта и свободных концов ТЭП, которая поступает на предварительный усилитель 2. Одновременно блок 3 компенсации термо-ЭДС свободных концов ТЭП вырабатывает термо-ЭДС, пропорциональную температуре свободных концов ТЭП. Сигналы с блока 3 ком=пенсации и с выхода предварительного усилителя 2 поступают на входы сумматора 4. С выхода сумматора 4 сигнал U „поступает на информационный вход аналого-цифрового преобразователя 6 и одновременно на регулируемый делитель 5 напряжения, который формирует постоянное опорное напряжение С совместно с переменной составляющей (сигналом U2 ) ослабленной в К раз регулировочным элементом делите:ля 5, и подает его на вход опорного Формула изобретения Устройство для измерения температуры, содержащее термбэлектрический преобразователь, подключенный первым Составитель B.ßpû÷ Ре актор B.данко Техрсд П.Сердюкова Корректор А.Осауленко Заказ 38 Тираж Подписное BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при 1-K}IT CCCP 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðoä, ул. Гагарина,101 5 16190 сигнала АЦП 6. Закон изменения опорного напряжения U „на вьжоде регулируемого делителя напряжения описывается формулой UDn = С + (Ага + Вс)К На выходе АЦП 6 формируется цифровой сигнал, пропорциональный температуре измеряемого объекта. 1О Погрешность линеаризации устройства в диапазоне температур от 0 до 200 С составляет не более 0,3 С, что соизмеримо с погрешностями самих АЦП, которая составляет от 1 до 5 ед. млад-15 шего разряда, т.е. от + О, t до+0,5 С. 68 6 выводом к первому входу предварительного усилителя, блок компенсации термо-ЭДС свободных концов термоэлектрического преобразователя, сумматор, первый вход которого подключен к выходу предварительного усилителя, и регулируемый делитель напряжения, отлича юще еся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен аналого-qncbpoaoH преобразоватсль, информационный вход Которого подключен к выходу сумматора непосредственно, а вход опорного сигнала — через регулируемый делитель напряжения, причем блок компенсации термо-ЭДС свободных концов термоэлектрического преобра зователя подкнючен к второму входу сумматора, а второй вывод термоэлектрического преобразователя подключен к второму входу предварительного усилителя.
