Устройство для дистанционного измерения температуры

Устройство для дистанционного измерения температуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к термометрии и позволяет упростить устройство и расширить диапазон измеряемой температуры. Блок 9 управления генерирует импульсы, переключающие полярность тока на выходе источника 1 тока, и импульсы, разрешающие преобразователю 6 напряжения в код осуществлять преобразование напряжения на выходе линии связи до и после насьщения сердечника дроссапя 3. Предел измеряемой температуры определяется допустимой температурой сердечника и обмотки дросселя 3. о . Представлена схема и диаграммы рабо (/) ,ты блока управления 9. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

5 А1 (19) (111 (gg 4 G 01 К 7/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3864012/24-10 (22) 12.03.85 (46) 15.11.86. Бюл. Ф 42 (71) Уфимский нефтяной институт и Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин (72) Ю.Д.Коловертнов, А.И.Ишемгужин, А.М.Конюхов, В.Н.Федоров и А.А.Молчанов (53) 536.531(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 85741, кл. G 01 К 7/16, 1981. Авторское свидетельство СССР

У 640143, кл. G 01 К 7/24, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО

ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

:(57) Изобретение относится к термометрии и позволяет упростить устройство и расширить диапазон измеряемой температуры. Блок 9 управления генерирует импульсы, переключающие полярность тока на выходе источника 1 тока, и импульсы, разрешающие преобразователю 6 напряжения в код осуществлять преобразование напряжения на выходе линии связи до и после насыщения сердечника дросселя

3. Предел измеряемой температуры определяется допустимой температурой сердечника и обмотки дросселя 3. .Представлена схема и диаграммы рабо.. ты блока управления 9. 3 ил.

1270585

Изобретение относится к термометрии и предназначено для дистанционного измерения и контроля температуры с использованием двухпроводной линии связи.

Цель изобретения — упрощение устройства для дистанционного измерения температуры, а также расширение диа пазона измеряемой температуры.

На фиг.l представлена структурная схема предлагаемого устройства; на

Ф фиг.2 и 3 — блок управления и диа- граммы его работы.

Устройство для дистанционного измерения температуры, содержит источник 1 тока, измеряемый резистор 2, дроссель 3 на сердечнике из материала с прямоугольной петлей гистереэиса, подключенный параллельно терморезистору, линию связи с сопротивлениями 4 и 5 проводов, подключенную к вы.— ходу источника тока и терморезистору, преобразователь 6 напряжения в код, соединенный с выходом источника тока, блок 7 вычитания, блок 8 индикации и блок 9 управления, подключенный к источнику тока, преобразователю напряжения в код и блоку вычи— тания.

Устройство для дистанционного измерения температуры работает следующим образом.

По команде блока управления включается источник 1 тока. На его выходе появляется стабильный ток, который через сопротивления 4 и 5 проводов линии связи осуществляет перемагничивание сердечника дросселя 3.

Индуктивность намагничивания дросселя 3, выполненного на сердечнике из материала с прямоугольной петлей гистерезиса> выбирается такой, чтобы током намагничивания дросселя 3 по сравнению с током источника 1 до момента его насыщения можно было пренебречь. В этом случае напряжение на входе преобразователя напряжения в .код до момента насыщения сердечни ка дросселя 3

U, = 1(К +К ) +Ы, +U., где i — ток от источника 1;

Rq, R< — сопротивления 4 и 5 проводов линии связи;

R — сопротивление терморезистор а 2;

U, — начальное значение напряяжения

»а входе преобразователя напряжения в код.

Это напряжение по команде блока 9

5 управления преобразуется в код и поступает в блок 7 вычитания.

После насыщения сердечника дросселя 3 проницаемость магнитного материала сердечника падает, вследствие чего индуктивность дросселя 3 также падает. В результате ток от источника 1 идет через обмотку дросселя 3, минуя ..ерморезистор 2.

Если сопротивление обмотки дросселя значительно меньше сопротивления терморезистора, то напряжение на входе преобразователя напряжения в код 6 после насьш ения сердечника дросселя

UÔ 1(R× + R5) + Uî

Напряжение V по команде блока 9 управления преобразуется в коц и поступает в блок 7 вычитания. После

25 того, как напряжение V поступает в блок вычитания 7, блок 9 управления подает команду на управляющий вход источника тока 1 и блока 7 вычитания. В результате источник 1 тока меняет полярность тока на выходе, а блок 7 вычитания осуществляет операцию вычитания напряжения U из напряжения U,:

П 1(Р .+Кь)+Ы . U i (Rq+Rg) 4 Uz = 1.2.

Изменение полярности на выходе источника 1 тока обеспечивает перемагничивание сердечника дросселя 3 и подготовку устройства к следующему циклу измерения.

Результат вычитания U -U с выхода блока 7 вычитания поступает в блок 8 индикации, который осуществляет отображение результата измерения в единицах температуры.

В соответствии с приведенным описанием работы устройства блок 9 управления генерирует импульсы, переключающие полярность тока на выходе источника 1, и импульсы, разрешающие преобразователю напряжения в код 6 осуществлять преобразование напряжения на входе линии связи до и после насыщения сердечника дросселя 3.

Возможны различные варианты вы— полнения блока 9 управления.

1270585

Блок 9 управления может содержать генератор 10 прямоугольных импульсов, формирователь 11 пилообраз— ного напряжения, компараторы 12 и

13, на входы которых поступают сигналы с формирователя 11 пилообразного напряжения и с делителя напряжения на резисторах 14 и 15, а также двухвходовые схемы ИЛИ 16 и И 17.

С выхода генератора 11 импульсов 10 сигнал подается на управляющие входы источника 1 тока и блока 7 вычитания. При наличии "1н источника тока вырабатывает импульс тока одной по1! 11 лярности, при наличии 0 — другои 15 н н полярности. При наличии 0 блок вычитания осуществляет операцию вычитания. Работа рассматриваемого варианта блока управления поясняется временными диаграммами, приведенны- 20 ми на фиг.3. Под воздействием напряL жения пилообразной формы О,, и постоянного напряжения U компаратор 12 вырабатывает импульс 12 положитель— ной полярности U в конце положитель-25 ного импульса на выходе. генератора

10, а компаратор 13 под воздействием пилообразного напряжения и напряжения, определяемого коэффициентом передачи делителя на сопротивле- gg ниях 14 и 15 — в начале U . Эти импульсы объединяются схемой ИЛИ 16 и через схему И 17 поступают на управляющий вход преобразователя напряжения в код (U >, фиг.3).

На второй вход схемы И 17 поступает сигнал с генератора 10 импульсов, запрещающий прохождение импуль1! 1) сов с компаратора 13 в момент 0 на выходе генератора импульсов 10, 4О

Длительности импульсов T/2, (фиг.3) выбираются таким образом, чтобы на время Т/2 сердечник дросселя 3 успел перемагнититься, а за время t„ и t< преобразователь 6 ус- 45 пел осуществить преобразование в код напряжения на входе линии связи до и после насыщения сердечника дрос,селя 3.

Допустим, сопротивление обмотки дросселя и ток намагничивания равны нулю. Влияние этих факторов приводит к дополнительной погрешности. При изменении измеряемой температуры изменяются сопротивление обмотки и ток намагничивания. Изменение сопротивления обмотки однозначно определяется температурным коэффициентом и поэтому носит систематический характер. Температурная стабильность свойств материала сердечника дросселя 3 становится очень высокой при обработке сердечника в виде нескольких циклов нагрев — охлаждение. Из-за этого изменения сопротивления обмотки и тока намагничивания могут быть учтены путем индивидуальной градуировки предлагаемого устройства, что позволяет исключить указанные виды погрешности.

Предел измеряемой температуры предлагаемым устройством определяется допустимой температурой сердечника и обмотки дросселя 3. Для железоникелевых сплавов допустимая температура определяется точкой Кюри, которая составляет 330-900 С. Допустимое значение температуры обмотки дросселя достигает 600 С для серийно-выпускаемых проводов.

Формула и з а б р е т е н и я

Устройство для дистанционного измерения температуры, содержащее тер морезистор, соединенный двухпроводной линией связи с источником тока и преобразователем напряжения в код, блок индикаций, блок формирования управляющих импульсов, выход которого подключен к управляющим входам источ-. ника тока и преобразователя напряжения в код, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения и расширения диапазона измерений температуры, в него введены дроссель, подключенный параллельно терморезистору, и блок вычитания, вход которого соединен с выходом преобразователя напряжения в код, выход подключен к блоку индикации, а управляющий вход соединен с выходом блока управления.

1270 )85

Составитель E.ÇûêoB

Редактор Л.Пчелинская Техред И.Попович

Корректор О.Луговая

Заказ 6232/42 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно †полиграфическ предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4