Устройство для измерения температуры

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (ii) 523306

Се»ве Советскиа

Социалистически»с

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.05,75 (21) 2130415, 10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.07.76. Бюллетень ¹ 28 (51) i1 1(л - Q 0» f(7»14

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 536.53(088.8) оо делам изобретений и открытий

Дата опубликования описания 02.08.76 (72) Авторы изобретения

В. Г. Зубов, H. Г. Ковальчук и К. С. Семенистый

Физико-механический институт AH Украинской ССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к области температурных измерений.

Известны устройства для измерения температуры, в которых при измерении быстро меняющихся температур с целью снижения инерционности термодатчика используется последовательная электрическая коррекция путем применения корректирующих звеньев дифференцирующего талипа (1, 2).

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для измерения температуры (3), содержащее последовательно соединенные термодатчик, измерительный усилитель, дифференциатор и сумматор.

Недостатком этого устройства является наличие в выходном сигнале устройства высокого уровня флюктуационных шумов, обусловленных включением в тракт корректируемого сигнала звена дифференцирующего типа с нулевым затуханием в области высоких частот.

При этом шумы и пульсации в выходном сигнале наблюдаются как в стационарном (IIoстоянная и медленно меняющая температура) так и в динамическом (быстро меняющаяся температура) режимах, что снижает статистическую точность измерения температур.

Цель изобретения — повышение точности в стационарном режиме, Это достигается тем, что в предлагаемое устройство для измерения температуры введен трехпо IlocHbIH аналоговый ключ, управляющий вход которого соединен с выходом дифференциатора через последовательно включенные двухполупериодпый выпрямитель и формирователь импульсов, при этом один полюс аналогового ключа подключен к выходу измерительного усилителя, второй полюс — к выходу сумматора, а третий полюс соединен с выходом устройства.

Блок-схема устройства для измерения температуры представлена на чертеже.

Устройство содержит термодатчик 1, измерительный усилитель 2, дифференциатор 3, сумматор 4, двухполупериодный выпрямитель

15 5, формирователь импульсов, например триггер Шмитта б, трехполюсный аналоговый ключ 7, состоящий, например, из двух полевых транзисторов 8, 9 с различным типом проводимости канала.

20 Устройство работает следующим образом.

В динамическом режиме, когда температура контролируемого ооъекта быстро изменяется, выходное йапряженпе термодатчика 1, усиленное измерительным усилителем 2, поступает

25 на сумматор 4, складываясь с сигналом, продифференцированным дифференциатором 3.

В результате на выходе сумматора 4 образуется напряжение скорректированного сигнала термодатчика 1, инерционность которого при

30 этом может быть снижена на несколько поряд523306 ков. Таким образом, дифференциатор 3 и сумматор 4 в данном случае образуют канал электрической коррекции выходного сигнала термодатчика 1.

Кроме того, выходное напряжение дифференциатора 3 через двухполупериодный выпрямитель 5 воздействует на формирователь импульсов 6. Выходной импульс формирователя

6, продолжительность которого равна времени переходного процесса термодатчика 1, открывает полевой транзистор 9, одновременно закрывая транзистор 8 трехполюсного ключа 7.

При этом выходным напряжением устройства на период переходного процесса является выходное напряжение сумматора 4.

Двухполупериодный выпрямитель 5 необходим для обеспечения нормального функционирования устройства как при нарастании, так и спадании температуры, поскольку в зависимости от направления изменения температуры, выходное напряжение дифференциатора 3 имеет разную полярность.

По окончании переходного процесса напряжение на выходе дифференциатора 3 становится равным нулю, и сигнал формирователя импульсов 6 закрывает полевой транзистор 9 аналогового ключа 7, открывая одновременно транзистор 8.

В стационарном режиме выходное напряжение дифференциатора 3 равно нулю, транзистор 9 закрыт, канал коррекции отключен от выхода устройства. В данном случае выходное напряжение устройства равно выходному напряжению измерительного усилителя 2, поступающему на выход через открытый канал сток-исток транзистора 8. Флюктуационные шумы на выходе устройства при этом определяются исключительно собственными шумами измерительного усилителя 2.

Уровень приведенных флюктуационных шумов устройства в стационарном режиме уменьшается примерно на порядок по сравнению с уровнем шумов известного устройства за счет автоматического отключения канала последовательной электрической коррекции и тем самым повышается статическая точность устройства при измерении постоянных и медленно меняющихся температур. При этом динамическая точность измерения температур в нестационарном режиме не снижается, так как устройство сохраняет все свойства, присущие измерительной системе с электрической коррекцией инерционности термодатчиков, предназначенной для измерения мгновенных температур.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры, содержащее последовательно соединенные термо2о датчик, измерительный усилитель, дифференциатор, сумматор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения температуры в стационарном режиме, в него введен трехполюсный аналоговый ключ, управляющий вход которого соединен с выходом дифференциатора через последовательно включенные двухполупериодный выпрямитель и формирователь импульсов, при этом один полюс аналогового ключа подключен к выходу изме30 рительного усилителя, второй полюс — к выходу сумматора, а третий полюс соединен с выходом устройства.

Источники информации, принятые во вни35 мание при экспертизе:

1. Шукшунов В. Е. Корректирующие звенья в устройствах измерения нестационарных температур. М., Энергия 1970.

2. Авт, св. № 384027, кл. G Olk 7/14, 08.01.71.

40 3. «Приборы для научных исследований», 1973, № 9, стр, 219 (прототип).

523306

Составитель В. Куликов

Техред Т. Курилко

Корректор Е. Хмелева

Редактор Т. Рыбалова

Типограф пя, r!p. Сапунова, 2

Заказ 1633 12 Изд. № 1501 Тираж 8!4 Подписное

LiHNMHI. Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, уК-35, Раушская наб., д. 4 5