Время-импульсный функциональный преобразователь температуры

 

Все пвтент„о

ОПИС А

Союз Советских

Сецивлистических

Республик от

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<>785874

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (я)м. кл. (22) Заявлеио31. 07. 78 (21) 2677609/18-24 с присоединением заявки N9— (23) Приоритет—

G 06 G 7/26

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 071280. Бюллетень ¹45

Дата опубликования описания 071280 (S3) УДК 681 335 (088.8) {72) Автор изобретения

P. A. Калько

Белорусский филиал Государственного научноисследовательского энергетического института им. Г.М.Кржижановского (71) Заявитель (54) ВРЕМЯ-ИМПУЛЬСНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЬтй

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к преобразователям сигналов терморезисторов, и может быть использовано в измерительной технике и автоматике: аналого-цифровых преобразователях, приборах, измеряющих температуру, разность температур, а также.выполняющих функциональное преобразование в форме дробно-рациональной функции.

Известен .Функциональный преобразователь (1), содержащий четыре элемента с управляемой проводимостью, включенных в плечи моста, одна диагональ которого подключена к источнику опорного напряжения, а другая — к блоку уравновешивания. В состав преобразователя также входят коммутатор, запоминающий блок и блок управления.

Схема такого преобразователя для ряда конкретных практических применений неоправданно сложна.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является функциональный преобразователь для воспроизведения дробно-рациональных функций (2), который состоит из .шестиплечевого моста с резисторами, входная малая диагональ которого, ограничивающая два плеча, подключена к источнику опорного тока, противоположно симметричная малая диа5 гональ подключена к управляемому источнику тока, вход которого подключен к выходной (большой)диагонаЛи моста.

1Î Выходным сигналом этого преобразователя является постоянный ток, т.е. аналоговый сигнал. Следовательно, он может быть использован только как аналоговый прибор. При построении цифрового прибора преобразователь должен быть дополнен преобразователем аналогового сигнала в дискретный, что усложняет структуру приборов. Погрешность источника

2О опорного тока целиком входит в выходную величину. При этом предъяв-. ляется жесткое требование к выполнению источника тока. Кроме того, реализация устройства возможна толь25 ко тогда, когда опорный (3„ ) и компенсирующий (3 ) токи направлеиы встречно, что, являясь условием развязки источников по нагрузке, ограничивают функциональные возмож3р ности преобразователя.

785874

Пелью изобретения является расширение области применения и повышение то .ности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что время-импульсный Функциональный преобразователь температуры, со- 5 держащий шестиплечевой измерительный мост, выходная диагональ которого подключена к интегратору, последовательно с которым включен нуль-орган, источник опорного тока и формирователь прямоугольных импульсов, вход синхронизации и информационный вход которого подключены соответственно к генератору опорной частоты и выходу нуль-органа, а выход является выходом преобразователя, содержит два синхронно коммутируемых переключателя, подвижные контакты которых подключены к источнику опорно о тока, неподвижные контакты подсоединены соответственно к двум парам смежных 20 по отношению к выходной диагонали шестиплечевого измерительного моста

его вершин, а управляющие входы синхронно коммутируемых переключателей соединены с выходами Формирователя прямоугольных импульсов.

На чертеже показана функциональная схема преобразователя.

Преобразователь содержит шестиплечевой измерительный мост с верши- ЗО нами 1 и б. Источник опорного тока

7 посредством двух синхронно коммутируемых переключателей B 9 подключен к вершинам 1, 3,4,6 моста, не лежащим на выходной диагонали, образован- Зэ ной вершинами 2,5. Выходная диагональ подключена к интегратору 10, последовательно с которым включен нуль-орган 11. Управляющие входы переключателей 8 и 9 подключены к выходам формирователя прямоугольных им- 40 пульсов 12, вход синхронизации и информационный вход которого подключены соответственно к нуль-органу 11 и генератору 13 опорной частоты.

Преобразователь работает в режиме двухтактного интегрирОвания.

В первом такте интегрирования через переключатели 8,9 генератор 7 производит заряд интегратора 10.

Первый такт длится стабильное время

Т1, определяемое формирователем 12 и частотой генератора 13. По истечении времени Т1 переключатели 8 и 9 переключаются в противоположное состояние и генератор 7 подключается к другой диагонали моста. С этого момента начинается разряд интегратора 10. Момент разряда интегратора фиксируется нуль-органом 11, который через формирователь 12 выключает переключатели 8 и 9. Время разряда ин- ® тегратора, т.е. длительность второго. такта, является выходным параметром преобразователя. Вид воспроизводимой функции зависит от того, к каким диагоналям подключены неподвижные контакты переключателей и от соотношения сопротивлений резисторов глеч" моста. Когда подвижные контакты переключателей подключены к противоположно симметричным малым диагоналям моста с вершинами 4,6, длительность второго такта определяется выражением

Р45 ЯЬ1+ Я 12 - R56(R2a + R 34.

Р2 (R6i+R56)- A 12 (Р М + R4 5} где Ц, . — сопротивления резисто1,3 ров, включенных между вершинами i,j(i=1,2,3, 4,5,6) (j = 1,2,3,4,5,6)

Функция вида

Т2 =Т1 (R11+ Р 42)(Й34+ Р45) - Q23 @56

Клз. 45-(R6<+ a se)(R аЗ+а м) (2) воспроизводится преобразователем, когда подвижные контакты переключателей 8 и 9 подключены к большой диагонали моста с диаметрально противоположными вершинами б и 3.

Из выражений (1) и (2) видно, что длительность импульсов выходного сигнала Т2 не зависит от тока источника 7 и, следовательно, его погреш- ность не влияет на результат преобразования. Выходным сигналом преобразователя является время-импульсный сигнал Т2 или пакеты импульсов длительностью Т2 и заполненные частотой генератора 13. Начало следующего цикла преобразования начинается по сигналу формирователя 12.

Предложенный преобразователь проще известных и обладает достаточно широкими функциональными возможностями. Преобразователь может быть реализован как цифровой термометр, когда. нужна линеаризация характеристики датчика, например платинового термометра. В этом случае возможно формирование, например, Функции вида

Т =К4 + (Ь) QtIQ где которая практически с достаточной точностью аппроксимирует реальную характеристику платинового термометра в конкретном рабочем диапазоне температур. Эта реализация устройства достигнута при условии

R64= R +R, g= R2q, т=й56)Р45, Ъ=Р56+Я, И1 = Р 56(Ь- R56), Рл2 = О, a = vn R >4:

Rg -v

Т2=Т1К1 >

Р .Ь где Й вЂ” сопротивление термометра;

Q — добавочный резистор, включенный последовательно с R

Возможна реализаци» цилрового прибора для измерения рп нос-ти темпе785874

Формула изобретения

Составитель A.Ìàñëoâ

Редактор Л.утехина Техред К,Граб Корректор И.Муска

Заказ 8846/53 Тираж 751 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

<филиал ППП Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 ратур, задаваемых платиновыми термометрами, для которого иэ Формулы (1) получено

R 1-Яс

7 Х = К1 — — -, (4) с- а -я+ где Я, Я = Я 34 — датчики темпера1 д тур, К C — постоянные велид! чины.

Выражение (4) получено иэ выражения (1) при условиях R45=R +R, R=R23=R 2, К2=Я5Ь! R 2, С=2R61, R56=ЙЫ R12..

Для линейных, например, медных термометров получено

Т2= 0,5 (R

Яз +, при условии R 12=P, й4-5= R + R aЪ, . R&1=R56

Р— сопротивления термоФ.

4 метров.

С помощью предложенного устройства возможно функциональное преобразование температур вида

R56 R45 щ (R 5Ь+ 4)- R <5 где g б, R45 — сопротивления термометров, например прямой и обратной сетевой воды.

Эта реализация получена иэ выражения (1) при обратном направлении тока в первом такте. При этом постоянные коэффициенты равны Ь = Я 64 - (Я 34 I м ), КЪ=(Р6 IR42)+ .

Время-импульсный функциональнын преобразователь температуры, содержащий шестиплечевой измерительный мост, выходная диагональ которого подсоединена к интегратору, последовательно с которым включен нульорган, источник опорного тока и формирователь прямоугольных импульсов, вход синхронизации и информационный вход которого подключены соответственно к генератору опорной частоты и выходу нуль-органа, а выход является выходом преобразователя, отличающийся тем, 15 что, с целью расширения области применения и повышения точности работы, он содержит два синхронно коммутируемых переключателя, подвижные контакты которых подключены к источни7О ку опорного тока, неподвижные кон такты подсоединены соответственно к двум парам смежных по отношению к выходной диагонали шестиплечевого измерительного моста его вершин, а управляющие входы синхронно коммутируемых переключателей соединены с

-выходами формирователя прямоугольных импульсов.

30 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 537357, кл.G 06 G 7/26, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

9 591872, кл.G 06 G 7/26, 1975 (прототип).