Устройство для измерения температуры

 

У„ Й

Куйбышевский политехнический институт им. В.-Б-КуЩЯййевл - /

-- =":-».,с (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ-ИЗМЕРЕНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к ооласти тем пературных измерений и может быть ис» пользовано во всех отраслях промышленности и научных исследований, где требуются точные измерения температуры в процессе ее изменения.

Известно устройство для измерения температуры, содержащее генератор, в частотно-<зависимую цепь которого включены два термопреоораэователя, состоящие as двух идентичных термопреобразователей сопротивления и образцового резистора, ключевые элементы, вычислительный блок (1) .

Недостатком устройства является низкая точность измерения температуры.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения темцева туры, содержащее терморезистивный элемент, выполненный иэ последовательно соединенных двух идентичных термопреобраэователей сопротивления и термонезависимого образцового реэистова, выводы которых через управляемые клк - чи коммутатора подключены ко входу аналого-цифрового преобразователя, блок управления, вычислительно-регистрирую щий блок 2) .

Недостатком устройства является влия ние на точность получаемого результата изменений температуры в процессе проведения измерения.

Бель изобретения — повьппение точности измерения за счет исключения по о грешности, вызванной изменением температуры в процессе измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены два терморезистивных элемента, идентич>s ных основному, два аналого-цифровых преобюазователя, управляемые ключи коммутатора и три оперативных блока. памяти, причем выводы дополнительных теюморезистивных элементов через дополнительные управляемые ключи коммутатора подключены к входам соответствующих им дополнительных аналого-дифровых преобразователей, а выходы основного

2283 4

Числа Уч (+ч) Уу(4) ° g (g) эаписывакися в соответствующие оперативные блоки 4-6 памяти и считываются в вычислительно-регистрирующий блок (ВРБ) 8.

Во втором такте измерения по командам с блока 8 управления замыкаются ключи 16 и 19, 20 и 26, а остальные размыкаются. Соответственно этому на выходах АЕ1П имеем

31(tn)=« «>+ ч

Ъ,(t,) =оР,(,).Ь, Ч (tг) = Оф„(à)+1 5

R ã М ="о (t<)+ оп а,85.) =жК )+К

kq(tg) =, (g )

Числа ч Иф.)1 9g.(tg) 2 Q (Cg) записываются в определенные ячейки оперативных блоков памяти и считываются в ВРБ.

Соответственно в третьем такте измерения на выходах AHfl получаем числа

Чч(% Мъ)+ b„ (з) = a„(t p+b, Ч (а ) =аР, (.,)+ Ь

5у И. Ъ) =2 ой 3)+Яо5

R2(4) <(t>)2

Числа Чч (ф, уч((Ф5),Ч (gy) записываются в определенные ячейки блоков памяти и з5 считываются в ВРБ.

В вычислительно - регистрирующем блоке на основе полученных результатов измерений с учетом функций преобразования термопреобраэова теля сопротивления

4О %(Г) Ц+({,К Топределяются измеряемые значения температуры в моменты времени ч, й.,t5: ра теля 41 - сопротивление R =2Ro(tq)+Roy

1 ко входу аналого-цифрового преобразова45 теля 42 - сопротивление Rq--Xko(t)+Rod

Учитывая, что функция передачи аналогоцифрового преобразователя достаточно точно описывается выражением 3--Q А+Ь) на выходе аналого-цифровых преобразователей получаем

ТЬч) =

3 93 и дополнительных аналого-цифровых преобразователей - к входам соответствующих оперативных блоков памяти, выходы которых соединены с входом вычислительно-регис трируюшего блока.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства.

Устройство содержит три измеритель ,ных блока 1-3, три оперативных блока памяти 4-6, блок 7 управления, вычис(лительно«регистрирунмиий блок 82 с ка торым блоки памяти 4-6 связаны, соо1 ветственно, по шинам 9-1 1, коммутатор 12

Каждый из измерительных блоков содержит по терморезистивному элементу

13-15, идентичных друг другу, по четыре ключа 16-19; 20 23; 24-27,, управляемых с блока 8 управления; соответственно, по шинам 28-31; 32-35;

36-39, по аналого-цифровому преобразователю 40-42.

Каждый из терморезистивных элементов 13- 15 содержит по два последовательно соединенных между собой термопреобразователя сопротивления 43-48, и образцовому резистору 49-51. Все термопреобразователи сопротивления идентичны между собой, а все образцовые резисторы равны.

Устройство работает следующим образом.

Процесс измерения температуры состоит иэ трех тактов. В первом такте измерения, соответствующему моменту времени 4ч, блок 8 управления выдает управляющие сигналы по шинам 30 и 32, 35 и 36, которые замыкают ключи 18 и 20, 23 и 24. При этом остальные ключи коммутатора 12 остаются разомкнутыми. Соответственно этому ко входу аналого-цифрового преобразователя 40 йодключается сопротивление R ч = Ро t<)f ко входу аналого-цифрового преоб зова3„(t„) =a„R„(t )+ b,, Ч, (Ц Щ(+ 3)+ Ь2

Ч Ьч) = Og q(t + +Sy 1,, Оа О,,Ьч Ьж "зЗ вЂ” ",р метры функции преобразовайия аналогоцифровых преобразователей (АЦП) 40-42. ао(И4,а -МК ) ) 1 р " о Я( о("®ч™Л) ч тц)= x(t<)z-T(t„) i(z-1)

Ь (t

)2 И) У Д,) f2,„„(22) f«(2„) гъ(5) У (М . ЫИ.ь) %уа(М.

Х,„(,),„< „),„(,) r«(t, % (ч), >< (ta) 41(1 . Г21(2 ц Ь1И ) Х. 42(2» i< (ч) харч )

9322

%gg(+ )

z= 2 (д й=Ъ И,„) -4, «) щ= гд.

Как следует из представленных выра наний точность результатов измерений не зависит от нестабильности параметров функции преобразования измерительных блоков 1-3 и изменения измеряемой величины в процессе реализации тестового

1О алгоритма измерения.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры, " содержашее терморезистивный arte15 мент, выполненный иэ последовательно соединенных двух идентичных термопреобразователей сопротивления и термонезависимого образцового резисторе, выводы которых через управляемые ключи коммутатора подключены к входу анало

20 го-цифрового преобразователя, блок управления, вычислительно-регистрируюший блок, отличаюшееся тем,что, с целью повышения точности измерения а эа счет исключения погрешности, выэвал83 6 ной изменением температуры в процессе измерения, в него дополнительно введены два терморезистивных элемента, идентич ных основному, два аналого-цифровых преобразователя, управляемые ключи комму= татора и три оперативных блока памяти, причем выводы дополнительных терморезистивных элементов через дополнитель ные управляемые ключи коммутатора под» ключены к входам соответствуюших нм дополнительных аналого-пифровых преобразователей, а выходы основного и дополнительных аналого-цифровых преобразователей - к входам соответствуюших оперативных блоков памяти, выходы которых соединены с входом вычислительно-регис трируюшего блока.

Источники информации, принятые во внимание при эксйертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ию 547651, кл. G01 К 7/16, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

M 581389, кл. 601 К 7/16, 1974 (прототип) .