Устройство для безынерционного измерения

 

33I262

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 29.V1.1970 (№ 1456514/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 07.111.1972. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 18Х.1972.Ч. Кл. С 01k 7/02

Комитет по делам иаобретеиий и открытий при Совете Мииистрав

СССР

УДК 536.532(088.8) Авторы изобретения

Г. А. Шароваров, В. М. Шадский и T. А. Михайлова

Институт ядерной энергетики АН Белорусской ССР

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕЗЫНЕРЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ

ТЕМП ЕРАТУРЫ

Изобретение относится к измерению температур с помощью термопар и предназначено для измерения быстро меняющихся температур, например, в ядерной технике или авиации.

Известные устройства для безынерционного измерения температуры, содержащие два усилителя э.д.с. термопар, первый и второй сумматоры, причем первая термопара через первый усилитель э.д.с. термопары соединена с первыми входами обоих сумматоров, а вторая термопара через второй усилитель э.д.с. термопар — со вторым входом первого сумматора, характеризуются значительной инерционностью и низкой точностью.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что оно снабжено дифференциаторами, третьим сумматором, двумя схемами выделения модуля, устройством умножения, устройством деления, нуль-органом и ключом, причем входы первого сумматора соединены со входами дифференциаторов, выходы дифференциаторов со входами третьего сумматора, выход которого связан с первым входом ключа, выход первого сумматора подключен к входу первой схемы выделения модуля, выходы первой схемы выделения модуля через нульорган соединены с управляющим входом ключа и со входом «делимого» устройства деления, выход ключа через вторую схему выделения модуля — со входом «делитель» устройства деления, выход дифференциатора первой термопары и выход делительного устройства связаны со входами множительного устройства и вход дифференциатора первой термопары соединен со входамп второго сумматора а.

Это позволяет повысить быстродействие н точность.

На чертеже представлена блок-схема пред10 лагаемого устройства для безынерционного измерения температуры.

Устройство содержит усилители 1 и 2 э.д.с. термопар, сумматоры 3, 4 и 5; дифференциаторы 6 и 7, схемы 8 и 9 выделения модуля, нуль15 орган 10, ключ 11, делительное устройство 12, множительное устройство 18.

Известно уравнение измерительной термопары

Т,. = T,+КТ,, 20 где Т,. — измеряемая температура среды илн поверхности;

T„— температура термопары;

Т, — первая производная температура

25 термопары по времени;

К вЂ” показатель термической инерционности термопары, зависящий от условий теплообмена.

Если две измерительные термопары распо30 Boils IITh близко одна K,другой, То условия теll331262

15

20 представляющий

Т,= Т,-+-АТ, К, где

25 лОООЬI(Н3 для Ilих буду! 0! 11113кОБыми и для их уравнения

Т(,=- ? !+ Tr К1, (1)

Т„. = ? и+ 1",, Kzz, где Tz и Тп — температура термо!!Вр, (ИРВВЕДЛИВО СООТНОШЕНИЕ

К1

=А и

Kz=AKrz=K, где А (постоянная величина).

При совместном решении уравнений получается следующая формула для определения температуры среды или поверхности по показаниям двух термопар:

К= т — т

ATr — Trr

А — постоянный коэффициент, который для данной пары термопар вычисляется заранее.

Величина К по физическому смыслу всегда положительна. Предлатаемое устройство llpoизводит вычисление температуры Т, по этой формуле.

Сигнал с термопары Tz подается через усилитель 1 на сумматор 3, дифференциатор б и сумматор 4. В дифференциаторе б одновременно производится умножение первой производной сигнала Tz на постоянный коэффициент

А. Сигнал Ттт подается через усилитель 2 на сумматор 8 и дифференциатор 7.

Термопары включены так, что знаки сигналов Tz и Тп противоположны. На выходе сумматора 8 получается разность сигналов двух термопар Tzz — Tz. После сумматора 8 сигнал подается на схему 8, которая обеспечивает устойчивость схемы деления. На выходе схемы выделения модуля сигнал равен (Tz — Тп).

На выходе дифференциатора б сигнал равен ATz и на выходе дифференциатора 7 сигнал равен (— Т,,), С дифференциаторов б и 7 сигнал подается на сумматор 5, после которого сигнал равен — (ATi — Т;,), затем через ключ 11 — на схему 9, после которого сигнал равен (АTi — 7 ;,) . После схемы 9 сигнал поступает на вход «делитель» делительного устройства 12, на вход «делимое» которого подается сигнал со схемы 8. На выходе устройства

T,— т„

12 получается сигнал, равный

AT1 — ТП

Зо

+! ОТ 0111 !1;(,З IJO!1,3CZCSI !1;1 ОД!111 IJXOJ, тсльиОГО уc I рай!(стВВ 1?, 113 Второй ВхОд кОтО1J(?I 0 II(JCÒ JIßÑÒ СИГ1!3Л (. у Il!1111ГеЛ(! 1. На ВЬIХОдс сумматора 4 получается сигнал, равный

Tr+ АТ; =T,, и

Лт(— т„ собой искомую температуру среды или поверхности в соответствии с формулой (1) .

B предлагаемом устройстве нуль-орган 10 и ключ 11 служат для того, чтобы обеспечить некоторое значение сигнала на входе «делитель» делительного устройства 12 в моменты рав нства нулю (с приборной точностью разности (А Т, — Т„ ) на выходе сумматора 5.

Условие AT — Т;, =О имеет место, когда

Tz= Tzz=c0rzst (т. е. температура не меняется) .

Нуль-орган при этом не срабатывает, а ключ

11 открыт по входу II, на который подается сигнал U(J, При достижении разности Tz — Тц минимальной величины нуль-орган 10 срабатывает, а ключ открыт по входу 1 и закрыт по входу I I.

Предмет изобретения

Устройство для безынерционного измерения температуры, содержащее два усилителя э.д.с. термопар, первый и второй сумматоры, причем первая термопара через первый усилитель э.д.с. термопары соединена с первыми входами обоих сумматоров, а вторая термопара соединена через второй усилитель э..д.с. термопар со вторым входом первого сумматора, отличаюи1ееся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, оно снабжено дифференциаторами, третьим сумматором, двумя схемами выделения модуля, устройством умножения, устройством деления, нуль-органом и ключом, причем входы первого сумматора соединены со входами дифференциаторов, выходы ди(фференциаторов соединены со входами третьего сумматора, выход которого соединен с первым входом ключа, выход первого сумматора соединен со входом первой схемы выделения модуля, выходы первой схемы выделения модуля через нуль-орган соединены с управляющим входом ключа и со входом «делимого» устройства деления, выход ключа соединен через вторую схему выделения модуля со входом «делитель» устройства деления, выход дифференциатора:первой термопары и выход делительного устройства соединены со входами множительного устройства и вход диф ференциатора первой термопары соединен со входами второго сумматора.

331262

Редактор Т. Иванова

Заказ 1825/4 Изд. № 323 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составите.чь И. Дубсон

Техред E. Борисова

Корректоры: Т. Китаева и О. Тюрина