Устройство для измерения и регулирования температуры

 

Союз Советских

Социалистичесюи

Республик

О П И С А Н И E >697839

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СввИДШЛЬСТВУ

L (61) Дополнительное к авт. свид-ву —(22) Заявлено 08.06.78 (21) 2628646/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

G 01 К 7/00

Государственный комитет

СССР оо делам изаорвтвний н открытий

Опубликовано 15.11.79. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 25.11.79 (53) УДК 621.555..6 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. В. Соколов и А. В. Буевич (71) Заявитель

Минский радиотехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к устройствам для измерения и регулирования температуры и может использовать в многоканальных цифровых информационно-измерительных системах, например, для измерения температуры в различных точках при лабораторных испытаниях холодильников.

Известно устройство для измерения температуры, содержащее термопары, магнитные модуляторы, два входных фильтра, двухфазный генератор, опорный генератор, выходной фильтр модулятора, генератор линейного тока. демодулятор, нуль-орган, коммутатор, счетчик импульсов, ключи, элемент задержки, регистры и индикаторы (1).

Однако это устройство имеет низкие быстродействие и стабильность.

Наиболее. близким техническим решением к данному изобретению является устройство для измерения и регулирования температуры, содержащее цифровой индикатор и последовательно соединенные термопару, преобразователь термо-ЭДС, аналого-цифровой преобразователь (2) .

Однако точность измерения с помощью этого устройства снижается из-за нелинейности термопары.

Целью изобретения является повышение точности устройства.

Это достигается тем, что в предлагаемое устройство введены сдвиговый регистр и последовательно соединенные блок формирования коэффициентов, преобразователь параллельного кода в последовательный, вы1О числительный блок и преобразователь последовательного кода в параллельный, управляющие входы которых соединены с соответствующими выходами сдвигового регистра, причем первый информационный вход ,5 блока формирования коэффициентов и второй информационный вход преобразователя параллельного кода в последовательный соединены с выходом аналого-цифрового преобразователя, а выход преобразователя последовательного кода в параллельный подклю2о чен ко входу цифрового индикатора.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 показан принцип его работы.

697839

Устройство содержит последовательно соединенные термопару 1, преобразователь термо-ЭДС 2 и аналого-цифровой преобразователь 3, блок формирования коэффициентов 4, преобразователь параллельного кода в последовательный 5, вычислительный блок

6, преобразователь последовательного кода

5 в параллельный 7 и цифровой индикатор 8, причем к управляющим входам блока формирования коэффициентов 4, преобразователя параллельного кода в последовательный 5, вычислительного блока 6 и преобразователя последовательного кода в параллельный 7 подключены соответствующие выходы сдвигового регистра 9, а второй информационный вход преобразователя параллельного кода в последовательный 5 подключен к выходу аналого-цифрового пре- И образователя 3.

Устройство работает следующим образом

Термо-ЭДС термопары 1 преобразуется к нормированному сигналу постояйного тока преобразователя термо-ЭДС 2, с выхода ко26 торого сигнал поступает на вход аналогоцифрового преобразователя 3. Снижение погрешности нелинейности термопары осуществляется методом кусочно-линейной аппроксимации, который заключается в замене нелинейной градуировочной характеристики термопары ломаной линией, для каждого прямолинейного участка которой определяется коэффициент наклона А и коэффициент смещения В. Значение температуры

Т определяется по выражению

T=ЕхА+ВРасчет кусочно-линейной аппроксимации может быть выполнен на ЭВМ, причем расчет длины и координат концов прямолинейных участков производится для заданного значения модуля максимального отклонения аппроксимирующей ломаной линии от действительной градуировочной кривой.

Значение термо-ЭДС, выраженное в двоично-десятичном коде, поступает с выхода аналого-цифрового преобразователя 3 на блок формирования коэффициентов 4, кото- 4О рое анализирует значение термо-ЭДС, определяет диапазон, в котором это значение находится, и на основании анализа формирует коэффициенты наклона А и смещения В.

Значение термо-ЭДС, выраженное в двоично- 4> десятичном коде, поступает с выхода аналого-цифрового преобразователя 3 через преобразователь параллельного кода в последовательный 5 на вход вычислительного блока 6.

Сдвиговый регистр 9 вырабатывает сигналы для выполнения операции умножения значения термо-ЭДС на значение коэффициента наклона А, поступающее на вычислительный блок 6 через преобразователь параллельного кода "в последовательный 5. Затем по сигналу сдвигового регистра 9 вычислительный блок 6 производит сложение результата умножения с коэффициентом В. Результат сложения выводится на цифровой индикатор 8 через преобразователь последовательного кода в параллельный.

Таким образом, удается снизить погрешность нелинейности терм опа ры. Алгоритм работы устройства, в состав которого вводят блок формирования коэффициентов 4, преобразователь параллельного кода в последовательный 5, вычислительный блок 6, преобразователь последовательного кода в параллельный 7 и сдвиговый регистр 9, представленн на фиг. 2.

Таким образом, предлагаемое устройство, в отличие от прототипа, дает возможность повышения точности измерения температуры с помощью снижения погрешности нелинейности характеристики термопары.

Снижение погрешности нелинейности характеристики термопары достигается за счет реализации в предложенном устройстве кусочно-линейной аппроксимации характеристики термопары при сохранении автоматизации измерений и достаточно высоком быстродействии, Формула изобретения

Устройство для измерения и регулирования температуры, содержащее цифровой индикатор и последовательно соединеннь:е термопару, преобразователь термо-,ЭДС и аналого-цифровой преобразователь, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены сдвиговый регистр и последовательно соединенные блок формирования коэффициентов, преобразователь параллельного кода в последовательный, вычислительный блок и преобразователь последовательного кода в параллельный, управляющие входы которых соединены с соответствующими выходами сдвигового регистра, причем первый информационный вход блока формирования коэффициентов и второй информационный вход преобразователя параллельного кода в последовательный соединены с выходом аналогоцифрового преобразователя, а выход преобразователя последовательного кода в параллельный подключен ко входу цифрового индикатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сердюк В. А., Харазов К. И., Травин В. К. Многоканальный цифровой измеритель температуры «Приборы и системы управления», 1977, № 1, с. 41.

2. Певзнер Г. С. Цветков Э. И., Подиков Н. Б. Агрегатый комплекс средств электро-измерительной техники. Труды

«ВНИИЭП», 1975, с. 3 (прототип .

697839 Риг.2

Составитель Л. Птенцова

Редактор Н. Каменская Техред О.Луговая Корректор T. Скворцова

Заказ 6916/29 Тираж 766 Подписное

UH И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП кПатент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4