Устройство для дистанционного измерения температуры

Устройство для дистанционного измерения температуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1054688 А

sag 0 01 К 7/00

Г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИф

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ.И ОТНРЫТИЙ (21) 3249485/18-10 (22) 12.02.81 (4б) 15. 11.83. Бюл. М 42 (72) Е.П,Дьяков, Ю.Н.Кликушин, А.Н.Попов и А.И.Чередов (71) Омский политехнический институт (53) 536.53(088.8) (S6) 1.Авторское свидетельство СССР

И 414497, кл. 4 01 K 7/22, 19?2.

2. Серьезнов А.Н. и Цапенко M.П.

Иетоды уменьшения влияния помех в термометрических цепях; И., "Энергия", 1968, с. 43, рис. 26 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ТЕИПЕРАТУРЫ, содержащее преобразователь температуры в напряжение, включающий в себя термопреобразователь сопротивления и источник

: тока, два переключателя, соединенных с блоком управления, два запоминающих конденсатора, первые выводы которых соединены с земляной шиной, а вторые - с контактами первого переключателя, о т л и ч а ю щ е.е с я тем, что, с целью повышения точности измерения температуры в .условиях действия электрических помех, в него введены третий переключатель, соединенный с блоком управления, и диФференциальный усилитель, входы которого соединены с вторыми выводами конденсатора, при этом выводы источника тока соединены с контактами второго и третьего переключателей, переключающие контакты которых соединены с токовыми выводами термопреобразователя сопротивления, потенциальные выводы которого подключены к переключающему контакту первого переключателя и к земляной шине соответственно.

1 1054688

Изобретение относится к тепловым измерениям, а точнее к устройствам для измерения температуры, предназначенным для работы в условиях повышенного уровня помех.

Известно устройство для дистанционного измерения температуры, содержащее термопреобразователь сопротивления, источник тока, генератор, линию передачи сигналов, инвертор, за- 1я поминающее устройство, усиЛитель, демодулятор, ключи. Работа устройст« ва основана на питании термопреобразователя сопротивления импульсами тока постоянной полярности с частотой следования питающих импульсов, равной удвоенной частоте сети питания с последующим умножением этой последовательности на минус единицу в через один импульс с запоминанием амплитудного значения результирующей последовательности импульсов в момент времени действия каждого амплитудного значения импульса на время т между импульсами, с последующим усилением сигнала и его демодуляцией 1 1.

Однако это устройство обеспечивает подавление электрических помех только промышленной частоты, причем помехи должны быть строго периодическими и симметричными относительно точки перехода помехи через ноль.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является -уст- ройство для дистанционного измерения температуры, содержащее преобразователь температуры в напряжение (термоэлектрический преобразователь), два переключателя, соединенных с блоком управления, два запоминающих кон„40 денсатора, первые выводы которых соединены с земляной шиной, а вторыес контактами первого переключателя, усилитель, вход которого соединен с переключающим контактом первого пере- 45 ключателя, а выход - с переключающим контактом второго переключателя, два дополнительных запоминающих конденсатора. Это устройство может работать и при использовании в качестве пре образователя температуры в напряжение термопреобразователя сопротивления с источником тока(.2 3.

Однако известное устройство недостаточно эффективно устраняет вли- 55 яние помехи .на результат измерения, вследствие чего не обеспечивает высокой точности измерения.

Цель изобретени - повышение точности измерения температуры в условиях действия электрических помех.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для дистанционного измерения температуры, содержащее преобразователь температуры в напряжение, включающий в себя термопреобразователь сопротивления и источник тока, два переключателя, соединенных с блоком управления, два запоминающих конденсатора, первые выводы которых соединены с земляной шиной, а вторые - с контактами первого переключателя, введены третий переключатель, соединенный с блоком управле- ния и дифференциальный усилитель, входы которого соединены с вторыми

ыводами конденсаторов, при этом выводы источника тока соединены с конактами второго и третьего переключателей, переключающие контакты коорых соединены с токовыми выводами ермопреобразователя сопротивления, потенциальные выводы которого подключены к переключающему контакту первоо переключателя и к земляной шине соответственно.

На фиг. 1 показана структурная схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие работу устройства в условиях действия электрических помех произвольной формы.

Устройство содержит термопреобразователь сопротивления 1, источник тока 2, три трехпозиционных переключателя 3, 4 и 5, блок управления 6, два запоминающих конденсатора 7 и 8, дифференциальный усилитель 9.

Устройство может работать в режиме однократных измерений и в режиме периодических измерений.

В режиме однократных измерений устройство работает следующим образом. В исходном положении переключающие контакты переключателей 3, 4 и

5 находятся в нейтральном положении и термопреобразователь сопротивления обесточен. При включении устройства на выходе блока 6 управления формируется двуполярный импульс V>(t) управления переключателями. При положительном значении импульса M>(t} управления переключающие контакты переключателей 3, 4 и 5 замыкаются с первыми контактами этих переключателей. В этом случае положительный и отрицательный полюса источника 2 тока подключаются к токовым зажимам

1054688

j термопреобразователя сопротивления.

Потенциальные зажимы термопреобразователя сопротивления 1 подключаются через переключатель 5 к запоминающему конденсатору 7. Напряжение на конденсаторе 7 будет равно сумме двух напряжений: информационного Ч и поV„: oRx+ Чпс+ Vï где 3 - ток питания термопреобразователя сопротивления;

R> - сопротивление термрпреобразователя, зависящее от измеряемой температуры Т;

V e - постоянная составляющая помехи;. аЧ„„ - помеха, обусловленная изменением сигнала помехи во времени, за время действия положительной полярности питающего импульса тока I (фиг. 2).

При отрицательном значении импульса Чу(й) управления переключающие контакты переключателей 3, 4 и 5 замыкаются со вторыми контактами этих . переключателей, минуя нейтральное положение. В этом случае источник 2 тока через контакты переключателей

3 и 4 также переключается к токовым зажимам термопреобразователя сопротивления, Однако направление тока Д через термопреобразователь изменится на противоположное, т.е. с положительного на отрицательное. Потенциальные зажимы термопреобразователя . сопротивления через переключатель 5 будут. подсоединены к запоминающему конденсатору Я, напряжение V2(t) на котором будет равно:

V<(t)=-Ч +Ч --3 Р +Ч +ЬЧ .,+аппп, 2 т и о т пс п

Чэых (V 1() Vg ° ) у(2 о В где Ку - коэффициент передачи усили5 теля 9.

Значение 23ОRт определяет информационную компоненту выходного сигнала, по которой судят об измеряемой температуре (по известному значению

Зю и известной зависимости К = В(й).

Значение д Ч 2 определяет погрешность при дистанционном измерении температуры от наличия электрических помех произвольной формы (фиг, 2), наводимых, главным образом, в соединительных проводах линии связи термопреобразователя сопротивления с измерительной схемой.

Для эффективного подавления периодической помехи проиэфольной формы длительность t двуполярного импульса питания термопреобразователя сопротивления выбирается из соотношения о а Т (4)

25 где йТ вЂ” абсолютная погрешность измерения температуры, обусловленная неполным подавлением помехи. о — температурный коэффициент сопротивления термопреобразователя сопротивления; ш - верхняя, граничная круговая частота спектра, в преде35 лах которого подавляется помеха.

В случае действия случайной помехи (шума) в выражение(4), вместо частоты w необходимо подставить значе40 ние дш шумовой полосы пропускания, а вместо дТ - допустимое среднеквадратное значение погрешности измерения температуры.

I где ДЧп2 - помеха, обусловленная изменением сигнала,помехи во времени, за время действия отрицательной полярности (-3 о) питающего импульса тока.

После окончания двуполярного управляющего импульса Чу(й) с выхода блока 6 управления, переключатели 3, 4 и 5 возвращаются в нейтральное положение. На выходе дифференциального усилителя формируется сигнал, являющийся выходным сигналом устройства (фиг. 2):

В режиме периодических измерений устройство работает аналогично. От- личие заключается в том, что блок управления 6 генерирует не одиночный двуполярный примыкающий импульс, а последовательность таких импульсов, отстоящих друг от друга на определенный интервал времени, длительность которого зависит от быстродействия последующих устройств обработки информации, например аналого-цифрового преобразователя.

Наличие в устройстве новых элементов (третьего переключателя и дифференциального усилителя), а также но1054688

Составитель В. Куликов

Редактор Н, Волощук Техред И.Нетелева Корректор. И.Шароши

Заказ 9092/47 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауйская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г., Ужгород, ул. Проектная, 4 вых связей между элементами по сравнению с известным позволяет повысить точность измерения температуры в условиях действия электрических помех в широком спектре частот, а также упростить устройство.