Преобразователь температуры во временной интервал

 

705278

ОЛИ

Союз Советских

Социалистических республик н л .пьсте (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 04.03.77 (21) 2457641/10 с присоединением заявки ¹ (23) П рноритет (5I)M. Кл.

G 01 К 7/24

Гасударственный комитет

СССР ао делам изобретений и отиритйй

Опубликовано 25.12.79. Бюллетень № 47

Дата опубликования описания 27.12.79 (53 ) УД К 536. 531 . (088.8 ) В. И. Зорий; В. И. Пуцило, А, В. Серкиз и О. И. Чайковский (72) Авторы изобретения

Львовский ордена Ленина политехнический институт (71) Заявитель

1 1

I (54),ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ ВО ВРЕМЕННОЙ

ИНТЕРВАЛ

Изобретение относится к области тер- мометрии и может быть использовано при построении цифровых измерителей температуры с платиновыми термометрами сопротивления.

Известны устройства для измерения температуры, содержащие платиновый теттмометр сопротивления, преобразователь сопротивления в напряжение и аналогоцифровой преобразователь, в-которых для

10 получения линейной зависимости показаний от температуры используются либо генераторы функциональйо изменяющегося во времени напряжения на основе интегрирующих усилителей, либо дополнительные

15 коммутирующие элементы в цепи обратной связи интегрирующего усилителя (11.

Однако эти устройства имеют сложную электрическую схему и их трудно реалиSOB8Tb, Наиболее близким по технической сущ ности к изобретению является устройство, содержащее платиновый тормометр, сопротивления, преобразователь сопротив2 ления в напряжение, два ключа, аналого во-цифровой преобразователь с двухтактныл интегрированием, генератор функционально изменяющегося во времени напрязкения, сравнивающее устройство и блок управления (2j.

Недостатками этого устройства являются сложность реализации и невысокая точность преобразования.

Келью изобретения является повыщение точности преобразования и упрощение устройства.

Это достигается тем, что в предлагаемом преобразователе температуры во временной интервал, содержащем платиновый термометр сопротивления, преобразователь сопротивления в напряжение, два ключа, HFITerpaTop c токозадающим резистором, генератор функционально изменяющегося напряжения, сравнивающее устройство и блок управления, выход генератора, функционально изменяющегося по экслоненциальному закону напряжения, подключен к сравнивающему устройству, выход которого подключен к управляющему входу клю-" ча, один сигнальный вход которого через разрядный резистор подключен к общей шине, а второй - к входу интегратора и одному сигнальному входу другого ключа 5 второй вход которого соединен с токоэадающим резистором интегратора, а управляющий вход вместе с управляющим входом генератора функционально изменяю-. щегося напряжения подключен к выходу блока управления.

На фиг. 1 приведена схема описываемого преобразователя; на фиг. 2 показана временная диаграмма, иллюстрирующая его работу.

Платиновый термометр сопротивления

1 включен на вход преобразователя 2 сопротивления в напряжение, выход которого через токоэадающий резистор 3 и ключ 4 соединен с входом усилителя интегратора го

5, в цепи отрицательной обратной связи которого включен конденсатор 6. Второй ключ 7 подключен к входу усилителя и через разрядный резистор 8 к общей ши25 не. Выход блсжа управления 9 соединен с управляющими входами ключа 4 и гене ратора 10 экспоненциального напряжения, выход которого соединен с входом сравни» ваюшего устройства 11, на другой вход которого подключен выход усилителя интегратора. Выход сравнивающего устройI . ства соединен с управляющим входом клю ча 7.

Устройство работает следующим обра35 зом.

Напряжение с выхода преобразователя ойрбтФвйения в напряжение, пропорциональ Же сопротивлению термометра, через зам4о кнутый ключ 4, токозадаюший резистор 3 поступает на вход усилителя интегратора

5, которое за время Ти заряжает конден сатор 6 до напряжения (3„„т4 (прямая I).

Время интегрировайия Т задается блоком и 45 управления 9, по истечению которого ключ

4 размыкается, и запускается генератор

10 экспоненциального напряжения (кривая

Г ). Это напряжение сравнивается устрой- ством сравнения 11 с зафиксированным на конденсаторе 6 в конце первого такта .выходньпн ааиряжением интегратора (прямая «М ). В момент сравнения этих напря жений замыкается ключ 7, через который происходит Разряд интегратора (KpHBBB Й ).

Интервал времени Тх, начало которого за-. дается с момента включения генератора

-экспойеивгельного напряжения, а конецмоментом сравнения последнего с выход705278 4 ным напряжением интегратора, пропорционален измеряемой температуре.

Действительно, если представи ь функцию преобразования платинового термометра сопротивления зависимостью

R д =Я a Р-ехР (-we>l, то напряжение на выходе преобразователя сопротивления в напряжение запишется как

Ое=О Р-ехр(- ВИ.

В конце первого такта интегрирования напряжение на выходе интегратора будет равно

Ти Нт В я„С (2) где Ти - интервал времени, в течение которого интегрируется напряжения О„ р

Я„ - значение сопротивления токозадаю щего резистора; С - емкость интегрирующего конденсатора.

Выходное напряжение генератора экспоненциального напряжения изменяется по законуv„, < (р(-+)1, <з1 где Тх - измеряемый интервал времени; - постоянная времени заряда конденсатора.

Приравнивая выражения (2) и (3) с учетом выражения (1), получим

Я,=о." "Р откуда нетрудно определить условия линейного преобразования температуры во. временной интервал. Выбирая =ц о оя„ получим условия пропорционального преобразования температуры 8 в интервал времени Т„.: Тх = Od

Предлагаемое устройство, по сравнению с прототипом, значительно проще, так как не содержит ряда активных интеграторов, источников тока и коммутирующих элементов, параметры которых влияют на погрешность преобразования температуры во вре- менной интервал, поскольку их нестабиль ность приводит к изменению параметров второго такта интегрирования.

Генератор экспоненци ального напряжения, введенный в предложенном устройстве, содержит лишь один источник образцо вого напряжения, ключ и ЯС цепочку и

;очень прост в реализации.

Формула и э обретения

Преобразователь температуры во вре» менной интервал, содержащий последова5 705278 6 тельно соединенные термометр сопротив входу интегратора и одному сигнальному ления, преобразователь сопротивления $ входу другого ключа, второй вход которонапряжение и интегратор с токозадающим го соединен с токозадающим резистором

peaaегоpoM, генератор функпнонально из интегратора, а управляющий вход вместе меняющегося напряжения, сравнивающее с управляющим входом генератора, функциоЭ устройство, блок управления и два к аоча, цельно изменяющегося напряжения подклюотличающийся тем, что, с це- чан к выходу блока управления. лыо повышении точности преобразования и упрощения устройства, выход генерато- Источники, информащи, ра функционально изменяющегося напряже- принятые во внимание при экспертизе ния подключен к сравнивающему устрой- < 1. Электроника (русск. перевод), cmy, выход которого подключен к управ- М 14, с. 57-58, 1973. апацему входу ключа, один сигнальный 2. Семенов В. Ф. цифровой термометр вход которого через разрядный резистор с линейной шкалой. Труды МЭИ, вып. 254, подключен к общей шине, а второй к с. 130&34, 1975 (прототип.).

ЦНИИПИ Заказ 8015/43 . Тираж 766 Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, уп, Проектная, 4