Устройство для измерения температуры

Патент 1006936

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1006936

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABT0PCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3357340/18-10 (22) 20.11.81 (46) 23.03.83. Бюл. М 11 (72) И.В. Поздняков и А.А. Саченко (71) Тернопольский финансово-экономи ческий институт (53J 536.532(088.8) (56) 1. Патент США Н 3921453, кл. 73-361, опублик. 1975 °

2. Авторское свидетельство СССР и 408170, кл. С О! К 7/12, 1979 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее термоэлектрический пдеобразователь,. сумматор, термопреобразователь сопротивления для измерения температуры свободных концов термоэлектрического преобразователя, подключенный к входу преобразователя сопротивления в напряжение, блок регистрации, включающий в себя аналого-цифровой преобразова3(51) 6 01 К 7/02; G 01 К 7/12 тель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения температуры путем линеаризации сигналов термопреобразователей, в него введены два источника опорных напряжений и две группы блоков сравнения с ключевыми схемами, при этом выход термоэлектрического преобразователя соединен с первыми входами

° блоков сравнения первой группы, вторые и третьи входы которых соединены с выходами первого источника опорных напряжений, выход преобразователя сопротивления в напряжение соединен с первыми входами блоков сравнения второй группы, вторые и третьи входы которых соединены с выходами е второго источника опорных напряжений, входы сумматора соединены с вы-. ходами блоков сравнения и выходами источников опорных напряжений, а выход сумматора - с входами блока ре гистрации. и выходами источников опорных напряжений, а выход сумматора - с входом блока регистрации.

На фиг. I,ïðèaåäåíà блок-схема устройства; на фиг. 2 вЂ” графики, поясняющие принцип действия устройства.

Устройство содержит ТЭП 1, сумматор 2, блок 3 регистрации, включающий в себя аналого-цифровой преобразователь для преобразования аналогового сигнала в цифровую форму, термопреобразователь 4 сопротивления, термопреобразователь 5 сопротивления в напряжение 5, две группы блоков сравнения с ключевыми схемами

6 и 7, два источника 8 и 9 опорных напряжений.

На фиг. 2 кривая 10 изображает зависимость термо-ЭДС ТЭП 1 от температуры, прямая 11 вЂ” линейную зависимость напряжения от температуры, кривая 12 вЂ” скорректированное значение сигнала ТЭП, кривая 13 - остаточную погрешность ТЭП, кривая 14зависимость сопротивления термопреобразователя сопротивления от температуры, кривая 15 вЂ” зависимость напряжения на выходе преобразователя сопротивления в напряжение от температуры, кривая 16 - скорректированный сигнал термопреобразователя сопротивления и кривая 17 - остаточную погрешность сигнала термопреобраэователя.

Устройство работает следующим образом.

Нелинейно зависящий от температуры выходной сигнал ТЭП 1 (кривая 10) подается одновременно на входы блоков сравнения первой группы, включающий, например, шесть блоков сравнения и сравнивается с поступающими от источника 8 опорных напряжений постоянными напряжениями 01„,...,0,1,, Ключевые .схемы в блоках сравнения обеспечивают коммутацию вторых входов блоков сравнения с их выходами при условии, что напряжения на их первых входах больше или равны напряжениям на их третьих входах. При малых значениях измерительного сигнала, меньших самого малого напряжения 0. .1, все блоки сравнения заперты, и на вход сумматора поступает лишь начальное напряжение коррекции

Изобретение относится к температурным измерениям, а именно к устройствам для измерения температуры с коррекцией нелинейности характеристики преобразования термоэлектричес5 кого преобразователя {ТЭП) и автоматической компенсацией погрешности . от изменения температуры свободных концов термоэлектрического преобразователя. 16

Известно устройство для измерения температуры, содержащее ТЭП, измеритель температуры свободных концов

ТЭП, суммирующий усилитель, блок регистрации 1 $

Однако это устройство не обеспечивает высокой точности измерения, так как в нем отсутствует коррекция нелинейности характеристик измерителей температуры.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является уст" ройство для измерения температуры, содержащее термоэлектрический преобразователь, сумматор, термопреобразователь сопротивления для измерения температуры свободных концов с ТЭП, подключенный к входу преобразовате- ля сопротивления в напряжение, блок регистрации, а также блок линеаризации, включенный между выходом сумматора и блоком регистрации L2).

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения, так как в нем осуществляется линеаризация -сигнала, пропорционального сумме сигналов ТЭР и термопреобразователя сопротивления, характеристики которых различных

Целью изобретения является повышение точности измерения темпера40 туры путем линеаризации сигналов термопреобразователей.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены два источника опорных напряжений и две группы блоков сравнения с ключевыми схемами, при этом выход ТЭП соединен с первыми входами блоков сравнения первой группы, вторые и третьи входы которых соединены с выходами первого источника опорных напряжений, выход преобразователя сопротивления в напряжение соединен с первыми входами блоков сравнения второй группы, вторые и третьи входы которых соединены с выходами второго источника опорных напряжений, входы сумматора сое- динены с выходами блоков сравнения

3 10069 туре T термо-ЭДС ТЭП превышает значение напряжения 0,тогда открывается первый блок сравнения и пропускает на вход сумматора 2 напряжение коррекции U, которое суммируется

I с 01п. Значение напряжений 0 0 U

I а и 0 . установлены таким образом; чтобы-обеспечивалась ступенчатая аппроксимация линейно зависящего от температуры. напряжения (кривая 11} постоянными напряжениями источника опорных напряжений. Значения устанавливаемых опорных напряжений U,.. ° ...01.1 и 0,1О,...,011 выбираются. исходя из критерия обеспечения задан- 1з ной остаточной погрешности линейнос" ти (кривая 13), которая тем меньше,, чем больше блоков сравнения.

Аналогичным образом выполняется коррекция сигнала термопреобразова- " 20 теля сопротивления температуры свободных концов ТЭП . Термопреобразователь сопротивления температуры свободных концов размещен в .температурной области свободных концов ТЭП и И имеет равную с ними температуру.

Выходной сигнал термопреобразователя - изменение сопротивления преобразователем 5 преобразуется в нелинейно зависящее от температуры по- щ стоянное напряжение (кривая 16), которое поступает одновременно на первые входы блоков сравнения второй группы 7, включающей, например, 11 блоков сравнения, где сравнивается с постоянными напряжениями U 21 ...,0 д. При некоторых значениях температуры Т,...,Tn напряжение на

36 4 выходе преобразователя 5 достигает уровня опорных напряжений, и в моменты превышения их срабатывают ключевые схемы блоков сравнения, nðîïóñкая на вход сумматора корректирую- .

1 щие напряжения 0<<, 0 . Таким образом, начальный участок градуировочной характеристики ТЭП в области изменения температуры его свободных концов аппроксимируется ступенчатой зависимостью (кривые 15 и 16).

Значения напряжений, поступающих на входы блоков сравнения, выбраны таким образом, чтобы была обеспечена заданная остаточная погрешность компенсации (кривая 17).

На выходе сумматора воспроизводится измерительный сигнал, линейно зависящий от температуры рабочего спая ТЭП и не зависящий от температуры .его свободных концов, который поступает на вход блока регистрации, где преобразуется аналого-цифровым преобразователем в цифровую форму.

Точность преобразования измерительного сигнала зависит от погрешности аппроксимации, которая в свою очередь определяется количеством блоков сравнения в устройстве, и, сле-. довательно, может быть обеспечена в заранее заданных пределах.

Использование новых элементовблоков сравнения .и источников опорных" напряжений выгодно отличает предлагаемое устройство от известного, так как позволяет повысить точность измерения температуры.

1006936

1 006936

ВНИИПИ Заказ 2124/64 Тираж 871 Подписное филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Провктнан, 4