Многоканальное устройство для измерения температуры

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<>883671

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1903.80 (21) 2894897/18-10 (51)М. Кл.з

G 01 К 7/20 с присоединением заявки Но

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 2 Ы 181 . Бюллетень N9 4 3 (53) УДК 536.531 (088 ° 8) Дата опубликования описания 231181 (72) Автор изобретения

Л. П. Логинова (71) Заявитель (54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения температуры с помощью резистивных датчиков.

Известно устройство для измерения температуры с помощью резистивного датчика, включенного в одно плечо мостовой схемы, а в другое, смежное с датчиком, относительно диагонали питания моста включен опорный резистор, величина которого cooTBBTGTBóет начальному уровню измерения и может превышать измеряемый диапазон

Достоинством мостовой измерйтельной схемы является повышение чувствительности измерения за счет подавления начального уровня шкалы и .повышения, тем саввам точности измерения (1).

Недостатком -устройства является нелинейная передаточная функция и сложность в эксплуатации, требую- щая балансировки моста и последующей измерительной, схемы.

Известно многоканальное устройство для измерения температуры, содержащее резистивчые датчики, соединенные через ключи с опорным резистором и источником тока, измерительный блок с потенциальным и общим ЗО входами, которые соединены с выходом двухпоэиционного переключателя, входные клеммы которого соединены с выводами опорного резистора в первом положении и с выводами датчика через пару ключей во втором положении, а также две схемы для управления двухпозиционным переключателем и ключами. По сигналу со схемы управления датчики последовательно подключаются к источнику тока через ключи и опорный резистор, а через пару ключей и двухпозиционный переключатель во втором положении - к блоку измерения, к которому подключается опорный резистор в первом положе,нии переключателя, в результате чего создается двухтактный режим работы, используемый для получения измерительной информации в виде разности напряжений, создаваемых током источника питания на сопротивлениях датчика и опорного резистора.

Таким образом, известное устройство также за счет подавления начального .участка шкалы обладает до.стоинствами мостовой схем, но свободно от ее недостатков, так как передаточная функция линейная, а измерительный блок не требует ба883671 лансировки схемы. Кроме того, благодаря двухтактному режиму работы, иэ результата измерения исключаются медленные флуктуации источника питания и блоки измерения, что повышает точность измерения (2) .

Недостатком устройства является избыточное энергопотребление за счет лишнего времени нахождения датчика и опорного резистора под током, так как измерительная информация снимается с них попеременно.

Цель изобретения — снижение энергопотребления и повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, 5 что в многоканальное устройство измерения температуры, содержащее опор-: ный резистор, источник тока, .блок измерения с потенциальным и общим входами, резистивный датчик и три Щ ключа в каждом канале, один из которых в цепи питания и два в цепи измерения, причем через второй из них соединен первый вывод резистивного датчика, а второй вывод резистив 5 ного датчика. — с общим входом блока измерения через провод, а также две схемы управления, первая — с одним выходом, вторая — с несколькими, по числу каналов, введены инвертор, опорные Резисторы по числу каналов минус один, дополнительный ключ в каждый канал и две логические схемы

И, один из входов которых соединен с соответствующими выходами второй схемы управления, другой вход первой логической схемы соединен с выходом первой схемы управления непосредственно, а другой вход второй логической схемы — с выходом первой схемы управления через инвертор, при 4(} этом первый вывод резистивного датчика через дополнительно введенный ключ соединен с первым полюсом источ ника тока, а второй его полюс — с общим входом блока измерения, второй вывод резистивного датчика через второй провод,и опорный резистор соединен с первым полюсом источника тока и потенциальным входом блока измерения через первые ключи соответственно.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого многоканального устройства для измерения .температуры.

Устройство содержит резистивные датчики 1 с тремя соединительными проводами 2, 3 и 4, опорные резисторы 5, источник тока 6, измерительный блок 7 с потенциальным 8 и общим 9 входами, две логические схемы И 10 и 11 и четыре ключа в каждом канале 12 и 13 в цепи питания, а 14 и 15 ° в цепи измерения, две схемы 16 и 17 управления и инвертор 18, вход которого соединен с выходом схемы 16 . 65

Принцип работы устройства заключается в следующем.

В схемах 10,11,16,17 и 18 формируются сигналы управления ключами, с помощью которых обеспечивается поочередное подключение каналов в двухтактном режиме.

В результате чего, в первом такте измерения к источнику питания 6 и блоку 7 измерения через ключи 12 и 14, соответственно подключается цепь из двух соединительных проводов 3 и 4 и опорного резистора 5, а во втором

4 акте — через ключи 13 и 15 соответственно подключается цепь из двух соединительных проводов 2 и 4 и датчика 1, т.е. датчик и опорный резистор подключаются к источнику тока попеременно, одновременно с подключением к блоку измерения.

При этом результат измерения будет иметь следующее выражение;

"1 = i(Rg+ 2г)

Пц = i(йр+ 2г), QU = (3 )) -(1ч. где U — измеряемое напряжение в такте; — измеряемое напряжение во

2 такте.

Ь U — напряжение измерительной информации;

Н вЂ” сопротивление опорного резистора

Rу — сопротивление датЧика1

r — сопротивление соединительного провода.

Получаемый при этом выигрыш в энергопотреблении по сравнению с из- вестным устройством будет иметь следующее значение: = р =1 " Т"1 о 1щ" ф " о2 ) где р — энергопотребление известЦ ного устройства;

p„ — энергопотребление предлагаемого устройства, t время измерения одного

2 т акта.

При Rg=B =R формулы (1) будут иметь следующий вид: („,„=4> йГ, Р = (Р, К=

1 КГ т.е. энергопотребление предлагаемого устройства в 4 раза меньше известного, что является существенным экономическим эффектом.

Кроме того, в данном устройстве, по сравнению с известным, повысилась точность измерения: за счет уменьшения погрешности из-за саморазогрева датчика в результате исключения избыточного времени нахождения его под током1 а также за счет повы883671

ВНИИПИ Заказ 10209/62 Тираж 910 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная,4 шения помехоустойчивссти, благодаря устранению паразитных контуров связи путем объединения общих полюсов источника тока и блока измерения.

Следует отметить также дополнительный экономический эффект предла5 гаемого устройства за счет введения трехпроводной схемы включения датчика, мместо четырехпроводной, имевшей место в известном устройствеа также повышение эффективности использования его, за счет возможности одновременного измерения на разных уровнях начального участка измерительной шкалы, в отличие от известноГо устройства, где эта возможность ограничена одним уровнем.

Формула изобретения

Многоканальное устройство для измерения температуры, содержащее опорный резистор, источник тока, блок Щ измерения с потенциальным и общим входами, резистивный датчик и три ключа в каждом канале, один из которых в цепи питания и два в цепи измерения, причем через .второй из них р соединен первый вывод резистивного датчика с потенциальным входом блока измерения, а второй. вывод резистивного датчика — с общим входом блока измерения через первый провод, а также две схемы управления, первая— с одним выходом, вторая — с нескольГ

Кими, по числу каналов, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью снижения энергопотребления и повышения надежности устройства, в него введены инвертор, опорные резисторы по числу каналов минус один, дополнительный ключ в каждый канал и две логические схемы И, один из входов которых соединен с соответствующими выходами второй схема управления, другой вход первой логической схемы соединен с выходом первой схеьы управления непосредственно, а другой вход второй логической схемы - с выходом первой схемы управления через инвертор, при этом первый вывод резистивнбго датчика через дополнительно введенный ключ соединен с первым полюсом. источника тока, а. второй его полюс — с общим входом блока измерения, второй вывод резистивного дат. чика через второй провод и опорный резистор соединен с первым полюсом источника тока и потенциальным входом блока измерения через первые ключи соответственно.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Туричин A.Ì. Проволочные преобразователи и схемы их применения.

М., 1962 °

2. Патент ФРГ Р 1573257, кл. G 01 К 7/20, опублик. 1974 (прототип) .