Многоканальное устройство для измере-ния температуры

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со>оэ Советских

Социалистических

Республик

<»> 847067

l т.

/=-. (6l ) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 07.08.79 (21) 2807837/18-10 с присоеединением заявки ¹ (28) Приоритет— (И)М. Кл.

6 01 К 7/00.

Гооударотввинь>й комитет

СССР

Опубликовано 15.07.81. Бюллетень № 26 по делам изобрвтеиий и открытий (53) УДК 536.532 (088.8) Дата опубликования описания 15.07.81 (54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ТЕМПЕРА ГУРЫ!

Изобретение относится к измерительной техникет в частности к устройствам измерения температуры.

Известно устройство для измерения температуры, которое содержит датчики температуры, коммутатор и усилители (т).

Однако для обеспечения автоматизации процесса измерения такая структура измерительной цепи требует дополнения в виде второй ступени коммутации и АЦП, что усложняет конструкцию и снижает надежность устройства в целом.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и. достигаемому результату является многоканальное устройство для измерения температуры, содержащее датчики температуры, подключенные к неинверсному входу операционного усилителя с отрицательной обратной связью из делителя напряжения, выполненного на резисторах, а выход операцион. В ного усилителя подключены к аналого-цифровому преобразователю (2), Недостатком устройства является ограничение входного сопротивления прибора, что исключает применение длЯ измерения высокоомных датчиков температуры, а также низкая точность измерения температуры.

Цель изобретения — повышение точности и. расширение пределов измерения за счет исключения. ограничения входного сопротивления усилителя и датчика.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введен дешифратор, подключенный к коммутатору, причем в отрицательную обрат.ную связь усилителя введены л ключей со схемами управления по числу диапазонов измерений, а в делитель отрицательной обратной связи — и-1 дополнительных резисторов, при этом выходы делителя соединены с первыми коммутационными входами ключений, управляющие входы которых подключенът к выходу дешифратора через схемы управления, а вторые коммутационные выходы ключей соединены с инверсным входом операционного усилителя.

На чертеже представлена функциональная схема многоканального устройства для измерения температуры.

3, 8470

Устройство содержит датчики 1 температуры, коммутатор 2 с ключами 3 идешифратором4, схемы 5 управления, ключи 6, операционный усилитель 7 и АЦП 8. При этом датчики 1 температуры подключены к ключам 3 коммутатора 2l к которому подключен дешифратор

4. Управляющие входы Д ключей 6 соединены с дешифратором 4 через схемы 5 управления, выходы Б подключены к неинверсному входу операционного усилителя 7, а. вы-, 10 ходы А соединены с выводами делители отрицательной обратной связи, состоящего из резисторов (R» ...., Rn). Выход операционного усилителя 7 подключен к входу АЦП 8.

Датчики 1 поочередно подключаются коммутатором 2 к неинверсному входу усилителя

7. На инверсный вход усилителя заведена отрицательная обратная связь по напряжению на делитель, выполненный на резисторах Я,..., Rn, коэффициент деления которого устанав- Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я ливается с помощью ключей 6, управляемых сигналом с дешифратора 4 через схемы 5 уп равления, каждая из которых объединяет по входу управляющие сигналы, включающие каналы с одним измерительным диапазоном.

При этом коэффициент деления в цепи обратной связи для каждого диапазона выбирается из расчета обеспечения единой измерительной шкалы по выходу усилителя за счет изменения коэффициента усиления, определяемого по о муле

Фp

Rl +, Ry и с -2 где R,... Rg .; R„— Резисторы в делителе отрицательной обратной связи усилителя;

n — 1 — число измерительных диапазонов.

Таким образом с помощью одного усилителя осуществляется нормирование измерительной шкалы.

В дышом устройстве нет ограничения по входному сопротивлению его и по сопротивлению датчика, что, в свою очередь, позволяет повысить точность и расширить пределы измерения. Кроме того, увеличенное входное сопротивление усилителя позволяет применить перспективный и зкономический коммутатор

67 4 на КМОП. структуре, имеющий большой ресурс, надежность и быстродействие. Погрешность; коммутации, зависящая от переходного сопротивления ключа коммутатора и входного сопротивления усилителя, определяется по формуле

Якм = кл 100%

"вх где RKä — переходное сопротивление ключа коммутатора;

Räx — входное сопротивление усилителя.

Погрешность будет меньше 0,01% при

Rllx = 3 мОм и Rкл = 200 Ом, т.е. в данном случае ею практически можно пренебречь.

Таким образом, указанные достоинства создают предпосылки для широкого использования данного устройства в народном хозяйстве.

Многоканальное устройство для измерения температуры, содержащее датчики температуры, подключенные к коммутатору, выход которо25 го подключен к неинверсному входу операционного усилителя с отрицательной обратной связью иэ делителя напряжения, выполненного на резисторах, а выход операционного усилителя подключен к аналого-цифровому преобраЗ0 зователю, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения пределов измерения устройства, в него введен дешифратор, подключенный к коммутатору, причем в отрицательную обратную связь

3S усилителя введены и ключей со схемами управления по числу диапазонов измерений, а в делитель отрицательной обратной связи — и — 1 дополнительных резисторов, приэтом выходы делителя соединены с первыми коммутационны40 ми входами ключей, управляющие входы которых подключены к выходу дешифратора че.рез схемы управления, а вторые коммутацион ные выходы ключей соединены с инверсным входом операционного усилителя.

45 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 389418, кл, С 01 К 7/02, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР N 466461, кл. 6 01 R 19/00, 1973 (прототип).

847067

Составитель В. Баздырев

Редактор Т; Парфенова Техред 3.Фанта Корректор В.Бутяга

Заказ 5467/63 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам .изобретений и открытий

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

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