Устройство для измерения температуры

 

СОюз Советских

СоциалистическихРеспублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 220379 (21) 274026 9/18-10 (51) М с присоединением заявки Hо

G 01 К 7/16

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 3001.81. Бюллетень Н9 4

Дата опубликования описания 300181 (5Ç) УАК 538.531 (088. 8) (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к термометрии.

Известно устройство для измерения температуры, содержащее измерительный блок, соединительный кабель, генератор импульсов тока, счетчик (1).

Однако известное устройство не обеспечивает требуемой точности иэМЕрения. 10

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для измерения температуры, содержащее и э мери тельный блок, подключенный одножильным бронированным кабелем к выходу генератора импульсов тока, к входу интегратора и к входу блока управления, выходы которого подключены ко входам генератора импульсов тока, счетчика и преобразователя напряжения в длительность импульса, подключенного выходом ко второму входу блока управления и входу вентиля, второй вход которого соединен с выходом генератора опорной с частоты, а выход вентиля подключен ко входу счетчикаГЯ, Однако и это устройство не обладает требуемой точностью измерения иэза погрешности, вносимой естественными электрическими полями.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

С этой целью в устройство введены ключ, конденсатор и два усилителя, входы которых подсоединены к выходу интегратора, а общая точка соединения ключа и усилителя подключена ко второму входу интегратора и конденсатору, присоединенному к броне кабеля, причем управляющий вход ключа подключен к выходу блока управления, подключенного вторым входом к выходу преобразователя напряжения в длительность импульса, при этом выход ключа подсоединен ко входу другого усилителя, а выход первого усилителя подключен ко второму входу преобразователя напряжения в длительность импульса.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2временные диаграммы напряжений и то" ков.

Устройство содержит генератор 1 импульсов тока, одножильный бронированный кабель 2,измерительный блок 3, интегратор 4, блок 5 управления, преобразователь б напряжения в дЛигельность импульса, вентиль 7, генЕ" ратор 8 опорной частоты, счетчик 9, 800701 инвертирующий усилитель 10, ключ ll, усилитель 12, конденсатор 13, источник 14 ЭДС, имитирующий действие помехи естественного электрического поля. устройство работает следующим образом.

В начальный момент, когда ключ ll замкнут, усилитель 10 и интегратор 4 охвачены глубокой отрицательной обратной связью и образуют повторитель напряжения с коэффициентом передачи

К равным к к;

1+К,К (l) где К вЂ” коэФфициент передачи интегратора 4;

К вЂ” коэффициент передачи усилн- 1$ теля 10. так как коэффициенты передачи К и

Кд больше единицы, можно считать, что К = 1. йа входе интегратора 4 присутству-;ф ет лишь ЭДС помехи естественного электри"еского поля,так как при входном сопротивлении интегратора, намного большим суммарного сопротивления кабеля и термочувствителъного резистора 2 (входящего в сосгав измерительного блока 3), падениями напряжения на них можно пренебречь. При этом напряжение на конденсаторе 13, подключенном к выходу повторителя, равно бс = Ел Кр,= Е, (2) где Е < — ЗДС помехи естественного электрического (или электростатического) поля. Напряжение на выходе усилителя 12 равно

Э { Я ) 3 {3) ЗЗ где (g — напряжение на выходе интегратора;

K — коэффициент передачи усилн3 теля 12.

В ьазмент времени t блок 5 управления вырабатывает импульс управления (фиг. 2а), под действием которого размыкается ключ 11 и запускается генератор 1 импульсов тока, который формирует прямоугольный двухполярный им- 45 пульс тока (фиг. 2б) амплитудой l и длительностью 2t. Напряжение на выходе интегратора {фиг. 2г) в момент скачком принимает значение

U3 UcI {4) Я а на выходе усилителя 12 (фиг. 2д)

"у = ИЗ "С) КЭ= 0 (5)

Положительный импульс тока длительностью t проходит через кабель 2 и цепь выпрямления, содержащую термо- у чувствительный резистор, при этом на входе интегратора 4 образуется прямоугольный импульс напряжения Ug„y (фиг. 2в)

Ukcq — — 1{Rg+Re)+En-Ue l(йк+Ва), {6) где R — cîïpoòèâëåíèå кабеля, И

Вщ — сопротивление термочувствительного резистора при температуре 6.

Отрицательный импульс тока длительностью Ъ пр оходит через кабель 2 и цепь выпрямления, содержащую образцовый резистор, образуя при этом на входе интегратора 4 прямоугольный импульс напряжения Ug y

{)бхай --I (Rg+Re) +Eu Ug=-I (йк+ВР) где и () — сопротивление образцового резистора, равное Ry npu

0 С. .В момент t> окончания отрицательного импульса тока блок 5 управления вырабатывает импульс управления (фиг. 2e)< который фронтом устанавливает на нуль счетчик 9, а срезом в момент t3 запускает преобразователь напряжения в длительность б.

Преобразователь б формирует импульс (фиг. 2ж), открывающий вентиль

7. Длительность этого импульса Т равна

Т=KU (3М, (8) где Кд — масштабный коэффициент преобразователя 6, 3а время Т с генератора 8 опорной частоты через открытый вентиль 7 на вход счетчика 9 поступит N импульсов

Ки Uj| (9) где f — частота генератора 8.

Так как сопротивление термочувствительного резистора зависит от температуры 8

Re = Rp (1 +de) (10) где aL- температурный коэффициент сопротивления термочувствительного резистора, а напряжение на выходе усилителя в момент .111 Ф РИ

0 к (Оэ О ) к jQrк {5 0 (P+J 0 0с) 0 j

КЪК4Р Ог,+29) Ь 3{RA+la )ч- КЪК ьре-R ), (11) где K — масштабный коэффициент интегратора °

Подставив В8 нз формулы (10) в (11), получаем и = К, К43М R„В, (12)

При этом число импульсов, поступивших на вход счетчика, равно

kÜ,Ê4.-йЫ,а. (3)

При выборе

KvfК К,3 Ro = 1, (14) к=О {15) и код на выходе счетчика соответствует значению преооразуемой температуры °

В момент t4 окончания импульса Т преобразователя б блок 5 управления прекращает вырабатывать импульс управления (фиг. 2а). Ключ 11 эаьыкается и схема возвращается в исходное состояние. С приходом очередного импульса с блока 5 управления процесс повторяется.

800701

Таким образом, в предлагаемом преобразователе температуры в код Устраняется не только влияние на точность преобразования сопротивления линии связи, но также и влияние постоянной составляющей напряжения помехи, вызванной. наличием стационарных естественных электрических полей, что особенно важно для преобразователей глубинных парамеов необсаженных скважин, где особенно велика ЭДС естественной поляризации.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры, содержащее измерительный блок, подключенный одножильным бронированным кабелем к выходу генератора импульсов тока, к входу интегратора и входу блока управления, выходы которого подключены ко входам генератора импульсов тока, счетчика и преобразователя напряжения в длительность импульса, подключенного выходом ко второму входу блока управления и входу вентиля, второй вход которого соединен с выходом генератора опорной чаототы, а выход вентиля подключен ко входу счетчика, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в устройство введены ключ, конденсатор и два усилителя, входы которых подсоединены к выходу интегратора, а общая точка соединения ключа и усилителя подключена ко второму входу интегратора

® и конденсатору, подсоединенному к броне кабеля, причем управляющий вход ключа подключен к выходу блока управления, подключенного вторым входом к выходу преобразователя напряжения в длительность импульса, при этом выход ключа подсоединен ко входу другого усилителя, а выход первого усилителя подключен ко второму входу преобразователя напряжвния в длительность импульса.

20 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 236061, кл. G 01 К 7/20,25.12.67.

2, Авторское свидетельство СССР

Q5 М 615367, кл. G 01 К 7/16,29.04.76 (прототип).

Воо я

Составитель A.Òeðçêîâ

Техред,N.Tàáàêîâè÷

KGppc:ктор Н.Григорук

Редактор В»Матюхина

Заказ 10401/51 Тира к 918 Подписное

BHHHGH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Р»

Ф» М

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