Устройство для измерения температуры

Устройство для измерения температуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ , содержащее преобразователь температуры в напряжение, первый вывод которого непосредственно, a йторой через резистор соединены с первым и вторым входами измерительного усилителя , вькод которого подключен к индикатору , отличающееся тем, что, с целью повьппения точности измерения в него введены коммутатор, п пороговых блоков и п управляемых источников тока, входы которых соединены с выходами пороговых блоков, a выходы подключены к второму выводу преобразователя температуры в напряжение и второму входу измерительного усилит,еля, соединенному с общей шиной устройства, при этом выход измерительного усилителя соединен через коммутатор с входами п пороговых блокп ков.

,SU.„1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

PECllYSЛИК

3 с, n1 K 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3588987/18-10 (22) 21.03.83 (46) 23.10.84. Бюл. К 39 (72) Ю.В. Вишневский и В.A. Пешков (71) Опытный завод средств автоматизации и приборов "Мосэнерго" (53) 536.532(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР и 972260, кл. 6 01 К 7/02, 1980.

2. Авторское свйдетельство СССР

М 991188, кл. 10 К 7/16, 1980.

3. Гутников R.Ñ. Интегральная электроника в измерительных устройствах.

Л., "Энергия", 1980, с. 120, рис. 5.

10, б (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ПЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее преобразователь температуры в напряжение, первый вывод которого непосредственно, а второй через резистор соединены с первым и вторым входами измерительного усилителя, выход которого подключен к индикатору, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности измерения в него введены коммутатор, пороговых блоков и и управляемых источников тока, входы которых соединены с выходами пороговых блоков, а выходы подключены к второму выводу преобразователя температуры в напря кение и второму входу измерительного усилителя, соединенному с общей шиной устройства, при этом выход измерительного усилителя соединен через коммутатор с входами я пороговых блоков.

11201

Изобретение относится к температурным измерениям, а име.нно к устройствам пля измерения температуры с коррекцией нелинейной характеристики термопреобразователя и может быть использовано в различных отраслях промышленности, где требуется измерение температуры с высокой точностью.

Известно устройство для измерения температуры, содержащее термоэлектри- 10 ческий преобразователь, подключенный к первому входу сумматора, выход которого подключен через усилитель к регистратору, автоматический компенсатор, вход которого соединен с выхо- 15 дом усилителя, а выход связан с формирователем корректирующего напряжения, выполненными в виде реохордов с источниками питания и подключенными к входам сумматора. Я устройстве кор-уб рекция нелинейности термопреобразователя достигается путем подачи на вход усилителя корректирующего напряжения

Недостатками устройства .являются

25 низкие быстродействие и надежность устройства ввиду наличия механических узлов.

Известно устройство для измерения температуры, содержащее термопреобразователь сопротивления, подключенный токовыми выводами к регулируемому источнику тока, а потенциальными выводами - к входу усилителя, выход которого через сумматор подключен к уп,равляющему входу регулируемого источ.З5 ника тока. В устройстве линеариэация характеристики термопреобразователя осуществляется путем изменения величины питающего тока «2 3.

Однако такой метод линеаризации может быть применен только при работе с термопреобразователями сопротивления.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является 45 устройство для измерения температуры, содержащее преобразователь температуфы в напряжение, первый вывод которого непосредственно, а второй через резистор соединены с первым и вторым 50 входами измерительного усилителя, выход которого подключен к,индикатору.

В этом устройстве линеаризация характеристики термопреобразователя достигается путем введения положитель- 55. ной обратной связи ГЗ 3.

Недостатком устройства является низкая точность измерения температу79 2 ры, так i.зк нолнан коррекпня нелинейности хВ .актеристики термопреобразователя возможна только в определенном узком диапазоне измеряемых температур.

Кроме того, устройство не позволяет осушестнить лннеаризацию характеристик термопреобраэователя с различными видами нелинейности.

Цель изобретения — повышение точности измерения температуры, а также сокращение трудоемкости в настройке.

Поставленная цель .достигается тем, что в устройство для измерения температуры, содержащее преобразователь температуры в напряжение, первый вывод которого непосредственно, а вто-. рой через резистор соединены с первым и вторым входами измерительного усилителя, выход которого подключен к индикатору,введены коммутатор, и пороговых блоков и и управляемых источников тока, входы которых соединены с выходами пороговых блоков, а выходы подключены к второму выводу преобразователя температуры в напряжение и второму входу измерительного усилителя, соединеннрму. с общей шиной устройства, при этом выход измерительного усилителя соединен через коммутатор с входами и пороговых блоков.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства, на фиг. 2 - графики, поясняющие его работу.

Устройство содержит преобразователь 1 температуры в напряжение, в качестве которого может быть использован любой преобразователь температуры в напряжение постоянного тока, например, термоэлектрический преобразователь или термопреобразователь сопротивления, подключенный к источнику стабильного тока, резистор 2, являющийся резистором обратной связи, измерительный усилитель 3, индикатор

4, коммутатор 5. и пороговых блоков

6.1,...,6.п, и управляемых источников тока 7.1,...,7.h.

В качестве измерительного усилителя в принципе может быть использован любой усилитель с требуемым коэффициентом усиления.

Например он может быть выполнен на основе операционного усилителя 8 с резисторами 9-11 в цепях обратных связей.

3 1120

На фиг. 2 кривая 12 описывает зависимость выходного сигнала устрой-, ства без коррекции нелинейности, а кривая 13 — e коррекцией нелинейности 5

Устройство работает следующим образом.

Весь диапазон измеряемых температур, в зависимости от вида характеристики термопреобразователя 1 и требу- 10 емой точности измерения, разбивается на м участков.(на фиг. 2 показано

3 таких участка).

В соответствии с выбранным числом участков к входу коммутатора 5 под- 15 ключает rn пороговых блоков 6 (остальные блоки, в случае m < h используются в качестве контрольных или резервных).

Каждый пороговый блок 6 настраи- 2р вается на срабатывание при определенном значении напряжения U,,U>, и U3 соответственно.

Вькодной сигнал от преобразователя 1 поступает на вход измеритель- 25 ного усилителя 3. При увеличении температуры выходной сигнал усилителя 3 увеличивается и при достижении выходным сигналом усилителя 3 значения U происходит срабатывание пер- щ

1 ного порогового блока 6.1.

179 4

При этом через резистор 2 обратной связи начинает течь дополнительный ток с выхода первого управляемого источника 7.1 тока, величина которого меняется в зависимости от выходного сигнала усилителя 3. При этом крутизна характеристики управляемого .источника 7. 1 тока выбирается такой, чтобы выходной сигнал устройства линейным образом зависел от измеряемой температуры.

При увеличении температуры выходной сигнал усилителя 3 достигает значения равного 0, при котором срабатывает второй пороговый блок 6 ° 2 и через резистор 2 начинает течь ток с вькода второго управляемого источника 7.2 тока.При этом крутизна регулируемой характеристики источника управляемого тока выбирается таким образом, чтобы сигнал по третьему участку линейным образом зависел от температуры.

Устройство позволяет путем соответствующего подбора элементов в цепй коррекции линейности термопреобра, зователя обеспечить лннеаризацию ха-. рактеристик любых видов термопреобразователей с высокой степенью точности и тем самым повысить точность измерения температуры.

1120179

tg (Риз. Г

Составитель В. Куликов

Техред М.Кузьма Корректор Г.Огар

Редактор Е. Лушникова

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

Заказ 7729/29 Тираж 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, lK-35, Раушская наб., д. 4/S ч