Устройство для измерения показателя тепловой инерции термодатчика

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное н авт. свид-ву (22) Заявлено 060178 (21) 2565129/18-10 (51}М. Кл.з

G 01 К 15/00 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий

Опубликовано 23.0980.Бюллетень ¹35

Дата опубликования описания 250980 (53} УДК 536. 532 (088.8) (723 Авторы изобретения

В. Г. Зубов, Н. Г. Ковальчук, И. Д. Пытель, K. С. Семенистый и Л. М. Тищенко

Физико-механический институт АН Украинской CCP (7! ) Заявитель. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ

ТЕПЛОВОЙ ИНЕРЦИИ ТЕРМОДАТЧИКА

Изобретение относится к злектроизмерительной технике и может быть использовано в теплотехнических измерениях, например при автоматической сортировке термодатчиков по значению их показателя тепловой инерции .(ПТИ) на заводах-изготовителях.

Известны устройства для измерения показателя тепловой инерции термодат- 10 чиков, в которых фиксируется несколько значений выходного напряжения термодатчика в определенные моменты времени, а по разности моментов времени судят об измеряемом параметре (1j .

Однако зти устройства не обеспечи- 5 вают достаточной точности измерений.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для измерения тепловой инерции термо-2О датчиков, содержащее измерительный усилитель с обратной связью, в котором параллельно резистору обратной связи включена цепочка иэ последовательно соединенных резистора и транзисторного ключа, схему сравнения, источник опорного напряжения, триггер сО счетным входом и отсчетный блок, включающий генератор опорной частоты, ключ, счетчик, и блок цифровой индикации (21 .

Недостаточная точность измерений известным устройством обусловлена наличием порога срабатывания схемы сравнения.

Целью изобретения является повыщение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что s устройстве для измерения показателя тепловой инерции термодатчика, содержащем измерительный усилитель с

Обратной связью, в котором параллельно резистору обратной связи включена цепочка из последовательно соединенных резистора и транзисторного ключа, схему сравнения, источник опорного напряжения, триггер со счетным входом и отсчетный блок, включакщий в себя. генератор опорной частоты, ключ, счетчик и блок цифровой индикации, единичный выход триггера соединен с управляющим входом ключа отсчетного блока, а нулевой выход триггера подключен к управляющему входу транзисторного ключа.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

765674

Устройство содержит измерительный усилитель 1 с обратной связью, транзисторный ключ 2, схему 3 сравнения, источник 4 опорного напряжения, триггер 5 со счетным входом, генератор

6 опорной частоты, ключ 7, счетчик 8 и блок 9 цифровой индикации.

Устройство работает следующим образом.

На вход устройства поступает выходной сигнал термодатчика, показатель тепловой инерции с которого необходимо измерить.

Поскольку исследуемый термодатчик в момент измерения должен находиться в регулярном тепловом режиме, выходное напряжение усилителя 1 изменяется по экспоненциальному закону, допустим для определенности, по затухающей экспоненте

U(t) kUe где 0 — начальное значение экспоненциальнозатухающего напряжения;

k — коэффициент усиления усилителя 1; 25 — показатель тепловой. инерции контролируемого термодатчика.

В исходном положении триггер 5 находится в нулевом состоянии. Транзисторный ключ 2 при этом замкнут выходным сигналом триггера 5, а коэффициент усиления усилителя 1 определяется соотношением резисторов цепи обратной связи 2

k а1. 35

01

Выходное напряжение усилителя 1 поступает на один из входов схемы 3 сравнения, ко второму входу которой подключен источник 4 опорного напряжения Е„. Причем Ео (kU.

В Момент времени t, когда U(t )

Е д, срабатывает схема 3 сравнения и своим выходным сигналом переводит триггер 5 в единичное состояние. При этом транзисторный ключ 2 размыкается 45

1 а ключ 7 отсчетного блока замыкается, и на вход счетчика 8 начинают поступать импульсы генератора 6 опорной частоты.

Одновременно скачком. изменяется у» коэффициент усиления усилителя 1 до значения

1 2 х - "— +1>к.

Поэтому выходное напряжение усилителя 1 в момент времени t изменяется скачком от Еб до пЕ и продолжает Hs-" меняться по закону

-t/Ф

"ЕоЕ где л к /кВ момент времени t,, когда U (t)

Ео, схема 3 сравненйя срабатывает вторично и своим выходным сигналом переводит триггер 5 в исходное нулевое состояние. Ключ 7 отсчетного блока размыкается, и в блоке 9 цифровой индикации счетчика 8 высвечивается количество импульсов, пропорциональное промежутку-времени д t и — с„, на протяжении которого ключ 7 находился в замкнутом состоянии. Транзисторный ключ 2 при этом замыкается, и коэффициент усиления усилителя 1 становится равным k. легко показать, что промежуток времени д t связан с измеряемым значением с соотношением

bt с Рпп

Рациональным выбором значения и время измерения де можно сделать достаточно малым. Поскольку фиксация моментов времени tt, и ty осуществляется одной и той же схемой сравнения

3, наличие порога срабатывания последней не оказывает влияния на погрешность измерения д t .

Технико-экономический эффект от использования предложенного устройства в народном хозяйстве обусловлен повышением точности измерения ПТИ промышленных термодатчиков в заводских условиях при их автоматической сортировке, экспресс-анализе и т.д.

Формула изобретения

Устройство для измерения показателя тепловой инерции термодатчика, содержащее измерительный усилитель с обратной связью, в которой параллельно резистору обратной связи включена цепочка из последовательно соединенHEilx резистора и транзисторного ключа, источник опорного напряжения, подключенные ко входам схемы, сравнения, к выходу которой подключен триггер со счетным входом, и отсчетный блок, включающий в .себя последовательно соединенные генератор опорной частоты, ключ, счетчик и блок цифровой индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что„ с целью повышения точности измерений, единичный выход триггера соединен с управляющим входом ключа отсчетного блока, а нулевой выход триггера подключен к управляющему входу транзисторного ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 300783, кл. G 01 К 7/14, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 655912,: кл. G 01 К 15/00, 1977 (прототип).

765674 . Составитель Ю. Андриянов

Редактор Т. Иванова Техред H. Граб Корректор О. Ковинская

Заказ 6494/39 Тираж 713 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4