Цифровой измеритель температуры

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Саюз Сеяетекик

Сещнааметмчеекик

Республик

i (t l) 6 2 7 3 49 (бт) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.0776 (23) 2378709/18-10 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.1078.Бюллетень,% 37 (51) М. Кл.

Q 0l К 7/02

Государствеиамй комитет

Совета Мааастров СССР оо делам азобретеанй а откопай (S3) УДК 536.532 (088.8) (45) Дата опубликования описания 1608р8 (72) Авторы изобретения

3. Т . Фирунц и И.A. Саркисян (71) Заявитель

Армянское отделение Государственного проектного института Электропроект (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ

И з обрет ени е к ас аетс я т емпературных измерений, а именно цифровых из мерительных приборов с коррекцией нелинейности датчика температуры.

Известен цифровой измеритель тем- о пературы, содержащий термопару, включенную в измерительную цепь, состоящую из блока сравнения, генератора линейной развертки, цифрового: индикатора, сумматора, квадратично- 10 го преобразователя. В этом устройстве выходное напряжение сумматора, на входы которого подается напряжение от термопары и квадратичного преобразователя, сравнивается с нап- 15 ряжением генератора развертки 513, Недостатком устройства является невысокая точность измерения.

Известен также цифровой измеритель. температуры, содержащий датчик температуры, усилитель, источник опорного напряжения, сравнивающее устройство, генератор тактовых импульсов, цифровой индикатор, дешифратор, дополнительное сравнивающее устройство, включенное между усилителем и генератором развертывающего напряжения параллельно основному сравнивающему устройству 2 .

ЗО

Недостатком устройства является низкая точность измерения, сложность устройства.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к изобретению является цифровой измеритель температуры, работающий по принципу двойного интегрирования, содержащий датчик температуры, усилитель, последовательно соединенные интегратор, нуль-орган, блок управления, вентиль, счетчик импульсов, генератор счетны импульсов, соединенный с вентилем, ключевые устройства,, выходы которых соединены со входом интегратора, а управляющие входы — с блоком управлений, блок эталонного напряжения, соединенный со входом одного из ключей 13).

В этом устройстве коррекция нелинейности датчика температуры осуществляется путем подачи на вход интегратора во втором цикле линейно изменяющегося напряжения.

Однако такой цифровой измеритель температуры не обеспечивает высокой точности измерения.

Целью изобретения являетоя повышение точности измерения.

627349

Цель достигается тем, что в устройство введен делитель напряжения, подключенный к ныходу усилителя, причем выходы делителя напряжения соединены соотнетстненно со входами ключевых устройств.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Цифровой измеритель температуры содержит датчик температуры — термопару 1, усилитель 2, ключевые устройства,3-6, интегратор 7, генератор 8 10 счетных импульсов, нуль-орган 9, блок 10 управления, вентиль 11, счетчик 12 импульсов, делитель 13 напряжения, блок 14 эталонного напряжения.

Устройство работает следующим об- 15 разом.

< Коррекция нелинейности термопары в цифровом измерителе температуры осуществляется формированием ныходного сигнала вида 20

Я =К Е-К Е + К E "- КС, ((), где Š— сигнал термзпары; К, К .!Р 2Р

Кз, К вЂ” постоянные коэффициенты.

При соответствующем выборе коэффици- ентов К, К2, К выходной сигнал с достаточной стейенью точности линейно связан с температурой 1.

Коэффициенты К, Кг, К> определяются следующим образом.

По градуировочной таблице для соответствующей термопары выбираются три точки t„, г,Г >т,,Е .для которых.составляется сйстема из трех уравнений вида (1). Решая полученную систему, определяют значения коэффициентов К, K2 К

В начальный момент времени блок

10 управления открывает ключ 3, усиленное напряжение термопары ()Ä= <„ E, 40 где К коэффициент, Š— термо-ЗДС. термойары, поступает на вход интегратора 7.

В момент сравнения выходного напряжения интегратора с напряжением 45

U, выходной импульс нуль-органа поступает в блок 10 управления, который, в свою очередь, открывает вентиль 11 и импульсы с генератора 8 импульсон через вентиль 11 поступают на счетчик 12. Интегрирование напряжения производится в течение фиксированного промежутка времени. Конец этого интервала фиксируется счетчиком 12, подающим импульс переполнения на блок 10 управления.

При появлении импульса переполнения блок 10 управления закрывает ключ 3 и открывает ключ 6, при этом на вход интегратора 7 из блока эталонно,. напряжения подается напряжение О т,имеющее полярность обратную полярности U .

После переключения ключей импульсы с генератора 8 продолжают поступать на счетчик 12. 65

Когда напряжение на выходе интегратора 7 уменьшится до значения Цр, блок 10 управления закрывает ключ 6, вентиль 11 и открывает ключ 4. При этом н счетчике 12 будет набрано число импульсов, равное (Z) () эт где ) — число разрядов s счетчике.

Поскольку блок 10 управления открыл ключ 4, на вход интегратора 7 подается напряжение U2 = К 2 Е, после сравнения напряжения с выхода интегратора 7 с напряжением Ооснова открывается вентиль 11, импульсы с генератора 8 поступают на счетчик 12 и добавляются к уже набранному числу М.! импульсов.

B момент переполнения счетчика 12 импульс переполнения поступает на блок 10 управления, который закрывает ключ 4 и открывает ключ 6.

При этом на вход интегратора 7 подается напряжениеО,имеющее обратную полярность. В момент, когда напряжение на выходе интегратора 7 уменьшится до значения Оо, импульс. с нуль-органа поступает на блок 10 управления, который закрывает ключ

6, вентиль 11 и открывает ключ 5.

При этом в счетчике 12 будет набрано число импульсов, равное м,= „ г"- м„. (3)

Далее, в результате преобразова-! ния напряжения U> К Е, подаваемого через ключ 5, в счетчике 12 будет набрано число импульсов Я, равное м- „ г"- м,, (yi

Зт что с учетом выражений (2) и (3) дает

3 г 3 г 3

О т эт или

Е-К Е +K Е. г 3 (6) Коэффициенты делителя напряжения,

К, Кг, К> определяются выражениями !

Ks Т У г !

2 К 9т

М

К1 Мат, (()

Цифроной измеритель температуры отличается простотой,,надежностью.

Благодаря высокой степени приближения к линейной зависимости точность устройства оказывается весьма высокой. Точность измерения температуры может быть увеличена, если использонать для линеаризации уравнение бо.пее высокого порядка и, соответственб27

Формула изобретения

Составитепь В.Куликов

Техред Э.Чужик Корректор С.Гарасиняк

Редактор И.Марховская

Заказ 5605/40 Тираж 831 Подписное

11HHHIlH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 но, увеличить число ключевых устройств.

Цифровой измеритель температуры, содержащий датчик температуры, усилитель, последовательно соединенные интегратор, нуль-орган, блок управления, вентиль, счетчик импульсов, генератор счетных импульсов, соединен.— ный с вентилем, ключевые устройства, выходы которых соединены со входом 10 интегратора, а управляющие входы — c блоком управления, блок эталонного напряжения, соединенный со входом

349 6 одного иэ ключей, о т л и ч а ю щ «» с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен делитель напряжения, подключенный к выходу усилителя, причем выходы делителя напряжения соединены соответственно со входами ключевых устройств.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

9 488092, кл. G 01 К 7/02, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 523304, кл. GOI. К 7/02, 1974.

3. Семенов В.Ф. Цифровой термометр с линейной шкалой. Труды МЭИ, вып.

254, М.(1975.