Устройство для измерения и контроля температуры

 

Использование: приборостроение, многоканальные измерители температуры в контроллерах технологических процессов. Сущность изобретения: устройство содержит 1 источник тока (1),N первичных измерительных преобразователей (2.1...2 N), 1 коммутатор (3), 1 аналого-цифровой преобразователь (4), 1 резистор (5), 1 вычислительный блок (6), 1 блок регистрации и управления (7), 1 общую шину (8). 1-21-3-4- 6-3-5-8, 6-7. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G О! К 7/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4878922/10 (22) 30.10.90 (46) 15.08.92. Бюл. ¹ 30 . (71) Московский институт инженеров гражданской авиации (72) В, Л. Горбунов, В. И. Васильев, О. Н. Зимарин, Н. М. Крячкова, Б. Л. Резников и А.

В, Сазонов (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1223057, кл. G 01 К 7/16, 1986.

Куликовский К. Л, и др. Тестовые ИИС для измерения температуры. — Измерения, . контроль, автоматизация, 1984, N. 3 (51), с.

14-15, Изобретение относится к многоканальным устройствам для измерения температуры и связанных с ней физических. величин и может быть использовано в контроллерах различных технологических процессов.

Известно устройство для измерения температуры, содержащее первый и второй источник тока, инвертор, сумматор, трехжильный кабель, два термосопротивления и коммутатор.

Недостатками данного устройства являются низкая точность, обусловленная наличием двух источников тока, выходные токи которых должны поддерживаться с высокой точностью, определяемой точностью самого устройства, а также невозможность организации многоканального режима измерения и контроля температуры.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является информационно-измерительная система для измерения температуры, содержащая и йз-

„„59„„1755070 А1

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ И

КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Использование: приборостроение, мно-: гоканальные измерители температуры в контроллерах технологических процессов.

Сущность изобретения. устройство содержит 1 источник тока (1),N первичных измерительных преобразователей (2.1...2 N), 1 коммутатор (3), 1 аналого-цифровой преобразователь (4), 1 резистор(5), 1 вычислительный блок (6), 1 блок регистрации и управления (7), 1 общую шину (8). 1 — 21 — 3 — 4—

6 — 3 — 5 — 8, 6 — 7. 1 ил. мерительных преобразователей, и и формирователей тестов, коммутатор, выход которого соединен свходом АЦП,,выход которого соединен с входом вычислительного устройства, управляющий вход которого соединен с входами управления коммутатора и АЦП, а информационный выход — с входами блока индикации и блоков регистрации и управления.

Недостатком устройства является низкая точность измерения, обусловленная наличием и источников пйтания измерительных преобразователей, Цель изобретения — повышение точности измерения температуры.

Цель достигается тем, что в устройство для измерения и контроля температуры, содержащее источник тока, и первичных измерительных преобразователей, связанных выходами с соответствующими и входами коммутатора, аналого--цифровой преобразователь, выход которого соединен с входом

1755070

35 сопротивление Ядь описываемое линейным 40 вычислительного блока, подключенного информационным выходом к информационному входу блока регистрации и управления, а управляющими выходами к управляющим входам коммутатора и аналого-цифрового преобразовател4, введены резистор и общая шина, с которой резистор соединен одним выводом, а его другой вывод связан с выходом коммутатора, который также подключен к опорному входу аналого-цифрового преобразователя, выход источника тока соединен с информационным входом ана лого-цифрового преобразователя с (и+1)-м входом коммутатора и с входами первичных измерительных преобразователей.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содер>кит источник 1 тока, выход которого соединен через первичные измерительные преобразователи 2.1...2.п с соответствующими и входами коммутатора

3 и непосредственно с информационным входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 4 и (n+1)-м входом коммутатора 3, выход которого соединен с опорным входом

АЦП 4. Выход АЦП 4 соединен с входом вычислительного блока 6, информационный выход которого соединен с входом блока 7 регистрации и управления. Управляющие выходы вычислительного блока 6 соединены с соответствующими управляющими входами коммутатора 3 и АЦП 4, а резистор

5 включен между выходом коммутатора 3 и общей шиной 8.

Устройство работает следующим образом. ,Измеряемое температурное поле преобразуется каждым 1-м из преобразователейй 2.1 ...2.1...2, и соответственно в соотношением

Вд1 = К *Т, (1) где К1* — температурный коэффициент первичного преобразователя 2.1, который определяется для каждого первичного преобразователя при установке и настройке и записывается в память блока 6;

Т вЂ” температура.

При этом на информационный вход АЦП 4 поступает напряжение 1.)1

01 = 1 (К1*Т + Вк + Ro), (2) где Ек- внутреннее сопротивление каждого из 1 каналов коммутатора 3;

Ro — Сопротивление резистора 5, 1 — ток источника 1 тока.

На опорный вход АЦП 4 поступаетопорное напряжение Uo

U.=1 R.,, (3)

Вычислительный блок 6 подключает поочередно каждый из и+1 каналов коммута45

55 тора 3, производит выборку очередного значения выходного тока АЦП 3 — Z1, описываемого соотношением

Zl - Ul/Uo =- (К1*Т + Вк + Ro)/Ro, (4) а для (и+1)-ro канала коммутатора, соединенного непосредственно с выходом источника 1 тока — Z(n+1) = (Вк + йо)/йо. Затем вычислительный блок 6 формирует выходной код Х1.

Xl = Zi — (п+ 1) = Ki* Т. (5) и ро порционал ьн ый температуре, измеренной соответствующим преобразователем 2 1 в 1-м такте по п-й включительно. В (п+1)-м такте производится запись в память вычислительного блока 6 поочередного значения

Z(n + 1).

Код Xi поступает в блок 7 регистрации и управления, где фиксируется измеренная температура, Полученные таким образом результаты измерений температуры свободны от погрешностей, связанных с нестабильностью тока источника 1, зависимостью сопротивления-каналов коммутатора 3 от температуры и питающего напряжения, разброса его величины в различных микросхемах коммутатора, Выбор нужного канала йзмерения температуры может производиться по программе, записанной в постоянном запоминающем устройстве, входящем в состав блока 7 регистрации и управления, который мо>кет быть реализован на базе однокристалльной микро-ЭВМ серии 1820 или другого микропроцессорного комплекта.

B качестве конкретного примера выполнения устройства может быть использовано

ПЗУ серии 573, коммутатор КР590КН6, АЦП

К572ПВ1. Блок 7 регистрации и управления может содержать декодер К1820ИД1, индикатор ИЛЦ-4/7М, пультуправления и выходные исполнительные устройства, обеспечивающие возможности связи с объектом, температурные характеристики которого исследуются с помощью устройства. В качестве первичных измерительных преобразователей могут быть использованы любые резисторные датчики температуры, тип и номинал которых определяется в зависимости от диапазона измеряемых температур

Формула изобретения

Устройство для измерения и контроля температуры, содержащее источник тока, и первичных измерительных преобразователей, связанных выходами с соответствующими и входами коммутатора, аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с входом вычислительного блока, подключенного информационным

1755070

Составитель О. Зимарин

Редактор Л. Веселовская Техред М.Моргентал Корректор 3. Салко

Заказ 2883 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Произ водст вен но-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 выходом к информационному входу блока регистрации и управления, а управляющими входами к управляющим входам коммутатора и аналого-цифрового преобразователя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, 5 что, с целью повышения точности измерения температуры, в него введены резистор и общая шина, с которой резистор соединен одним выводом, а его другой вывод связан с выходом коммутатора, который также подключен к опорному входу аналого-цифрового преобразователя, выход источника тока соединен с информационным входом аналого-цифрового преобразователя, с (n+1)-M входом коммутатора и входами первичных измерительных преобразователей.