Устройство для измерения температуры

Устройство для измерения температуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к температурным измерениям. Цель изобретения - повъппение точности измерения температуры. Устройство содержит термоэлектрические преобразователи 1.1 .,.1,п, блок 3 управления, коммутаторы 4 и 11, аналого-цифровой преобразователь 12, Счетчики 6.1...6.п, сумматор 7, преобразователь 13, стоянное запоминающее устр-во 14. Введение блока 2 ввода поправок, оперативного запоминающего устр-ва 5, цифроаналоговых преобразователей 8- 10 и образование новых связей между элементами устр-ва позволяет производить автоматическую коррекцию индивидуальных погрешностей термоэлектрических преобразователей 1.1...l.n, обусловленную дрейфом градуировочных характеристик. 2 ил. с S (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 (т 01 К 7/02

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BT0PCH0IVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4000965/24-10 (22) 02 ° 01 ° 86 (46) 29.02.88. Бюл.У 8 (71) Тернопольскнй финансово-экономический институт (72) A.À.Ñà÷åíêî, А.Ф.Карачка, В.В.Кочан и Л.А.Григорьева (53) 536:532(088..8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 352152, кл. 0 01 К 7/02, 1969.

Авторское свидетельство СССР

0 607115 ° кл. 0 01 К 7/02, 1974. (54) УСТРОИСТВ0 ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к температурным измерениям. Цель изобретения — повышение точности измерения температуры. Устройство содержит термоэлектрические преобразователи I ..l ...1,п, блок 3 управления, коммутаторы 4 и 11, аналого-цифровой преобразователь 12, счетчики 6.1...6.п, сумматор 7, преобразователь 13, по стоянное запоминающее устр-во 14 °

Введение блока 2 ввода поправок, оперативного .запоминающего устр-ва 5, цифроаналоговых преобразователей 810 и образование новых связей между элементами устр-ва позволяет производить автоматическую коррекцию индивидуальных погрешностей термоэлектрических преобразователей 1 ° I...l.n обусловленную дрейфом градуировочных характеристик. 2 нл.

1377609

Изобретение относится к температурным измерениям и может быть применено в различных отраслях промышленности, где требуется измерение температуры с повышенной точностью.

Цель изобретения — повышение точ. ности измерения температуры путем автоматической коррекции индивидуальных погрешностей термоэлектрических 10 преобразователей, обусловленных дрейфом градуировочных характеристик.

На фиг.l приведена структурная схема устройства для контроля температуры1 на фиг.2 — гипотетическое 15 семейство функций, характеризующих, дрейф во времени термоэлектрических преобразователей в зависимости от температуры эксплуатации.

Устройство содержит термоэлектри- 20 ческие преобразователи (ТП) I.l...

I.п (число преобразователей и может быть любым}, блок 2 ввода поправок, блок 3 управления (БУ), первый коммутатор 4, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 5, счетчики

6,1...6.п времени эксплуатации ТП, сумматор 7, первый, второй и третий цифроаналоговые преобразователи 8,9 и 10, второй коммутатор 11, аналого-. 30 цифровой преобразователь (АЦП) 12, промежуточный преобразователь 13 и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 14.

Устройство работает следующим образом.

При включении термоэлектрических преобразователей 1 в процесс измерения температуры счетчики 6 времени эксплуатации ТП устанавливаются в исход-40 ное состояние. Под воздействием блока

3 управления первый коммутатор 4 производит поочередную подачу выходных сигналов термоэлектрических преобразователей 1 на вход сумматора 7, на двух других входах которого в начальный момент времени сигналы отсутствуют, т.е. они равны нулю.

С выхода сумматора 7 сигнал термоэле-. ктрического преобразователя, например 50

1.1, поступает на вход АЦП 12. В это время БУ 3 вырабатывает сигнал "Запуск АЦП", по которому АЦП 12 преобразует аналоговую величину в цифровой код. Индикация Результата аналогоцифрового преобразования в этом слу" чае погашена, Это достигается подачей на управляющий вход АЦП 12 сигнала гашения индикации из БУ 3. С выхода АЦП 12 цифровой код поступает на адресные входы ПЗУ 14, на другие адресные входи которого с выхода промежуточного преобразователя 13 поступает код времени эксплуатации каждого конкретного ТП, который устанавливается вторым коммутатором )l под действием управляющего сигнала с БУ 3, а на управляющий вход ПЗУ 14 с выхода

БУ 3 поступает сигнал разрешения выборки, В ПЗУ 14 хранятся значения поправок на ЭДС TII в зависимости от тем-, пературы и времени эксплуатации, т.е. значение математических ожиданий погрешностей ТП от температуры и времени эксплуатации (математическая модель дрейфа). Значения выходного кода АЦП поступают, например, на старшие разряды адреса ПЗУ 14 и образуют строки с размещенными в них значениями поправок для конкретной температуры в зависимости от времени эксплуатации. В этом случае последовательное возрастание в течение времени .эксплуатации младших разрядов кода адреса под воздействием промежуточного преобразователя 13 вызывает последовательную выборку из ПЗУ 14 кодов поправок, корректирующих дрейф термо-ЭДС ТП 1 при данной температуре. Если температура и время эксплуатации разных ТП разные, то на вход ! старших разрядов адреса поступают .. значения соответствующих температур, а на младшие — значения соответствующих времен. При этом на выходе ПЗУ 14 появляются разные значения поправок в зависимости от того, какое время и при какой температуре эксплуатиру ется данный ТП. По окончании аналогоцифрового преобразования АЦП 12 выдает на БУ 3 сигнал "Конец измерения". При поступлении этого сигнала

БУ 3 с задержкой на время, необходимое для получения суммарного коррек.тирующего воздействия на входе сумматора 7 (т.е. с задержкой на время, необходимое для получения на выходах второго ЦАП 9 и третьего 11АП 10 поправок с учетом времени суммирования этих значений со значением аналогового сигнала ТП 1 1), вырабатывает снова сигнал "Запуск АЦП". По этому сигналу АЦП 12 преобразует скорректированный аналоговый сигнал ТП I ° 1 в цифровой код и выдает на БУ 3 сигнал "Конец измерения" ° Одновремен- .

1377б09 но с выдачей сигнала "Запуск АЦП" БУ 3 выдает на управляющий входАЦП 12 сигнал разрешения индикации, а на управляющий вход ПЗУ 14 — сигнал запрета выборки. После выдачи сигнала "Конец измерения" на цифровом табло АЦП 12 высвечивается истинное значение . измеряемой температуры. БУ 3 должен производить двойной запуск АЦП 12: 10 первый — для приблизительного определения температуры {для выборки поправок из ПЗУ 14), второй — для получения скорректированного результата преобразования, т.е. для получения 15 истинного значения температуры.

Однако, кроме временного дрейфа, ТП имеют довольно значительный разброс начальных градуировочных характеристик. Поэтому перед началом экс- 20 плуатации необходимо поверить ТП при температуре его будущей эксплуатации и ввести код поправки с помощью блока ? ввода поправок в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 5, 25

При этом на разряды адреса ОЗУ 5 no-,. l ступает номер канала из БУ 3, а на вход — код поправки. В связи с этим начальный разброс градуировочных характеристик в каждом цикле преоб- 30 разования и каждом канале корректируется кодом поправки, поступающим из

ОЗУ 5 на ЦАП 10, а затем в виде корректирующего напряжения — на сумматор 7 °

С выдачей сигнала выборки в ПЗУ

14 BY 3 вырабатывает и выставляет на управляющие входы ЦАП 8,9 и 1О разрешающие сигналы для осуществле-. ния цифроаналоговых преобразований. 40

В ПЗУ 14 хранятся значения математических ожиданий дрейфа ТП в условиях, моделирующих условия эксплуатации.

Однако существуют достаточно ощутимые индивидуальные различия в значениях дрейфа у конкретных экземпляров . ТП, которые возрастают при несоответствии эксплуатации условиям исследования дрейфа. Поэтому в устройстве предусмотрена возможность учета индивидуального дрейфа ТП по резуль.татам периодической поверки.

На фиг.2 представлено гипотетическое семейство функций, характеризующих дрейф во времени ТП в зависимости от эксплуатации (значения этих функций в определенные моменты времени хранятся в ПЗУ 14). Допустим, что

ТП, эксплуатирующийся при температуре при поверке в момент времени, в1 ! имеет значение погрешности Е вместо записанного в ПЗУ 14 значения йЕ,.

Это значит, что индивидуальный дрейф данного ТП с большой точностью можно описать функцией t,, проходящей через начало координат и точку

I (ьК,; с,) и представляющую собой повернутую относительно начала коордио нат функцию t, Такой поворот осуществляется с помощью умножающего

ЦАП 8. Характеристика преобразования

ЦАП может быть записана в ниде о

U — — — -- К вы Э ланкс где 11 „„ — выходное напряжение ЦАП;

V — опорное напряжение;

И „ - сумма всех степеней квантования;

N — - сумма степеней квантования, соответствующая входному кбду, В умножающем ЦАП источник опорного напряжения отсутствует, вместо него на ЦАП 8 поступает выходное напряжение ЦАП 10, Характеристика преобразования сигнала блоками ЦАП 8 и 10 может быть представлена в виде у, т (2)

Nåàõñ 6 выл з где U, — выходное напряжение

ЦАП 8;

N ланкс ю

К,„, — суммы всех степеней квантования соответственно

ЦАП 10 и 8, И вЂ” поступающий на вход ЦАП

10 и ПЗУ 14 код поправки;

N — код индивидуальной коррекции, поступающий из

ОЗУ 5.

U „,„ ЦАП 8 соответствует выходному найряжению ЦАЛ 10, умноженному на коэффициент N /N „,„, . Этот коэффициент и приводит усредненную крис (BYI0 t к индивидуальной (Для этого после поверки ТП 1 рассчитыва ется необходимое значение Ii, которое заносится с помощью блока 2 ввода по правок н ОЗУ 5. Для создания возможl ности прохождения кривой t, вьш е о номинальное значение И „, (соответствующее типовому дрейфу) выбирается меньше N „., например И чокс в 5 КОМ

= 0,5 N » а соответствующее деление выходногб напряжения ЦАП 10

1377609 компенсируется или увеличением V, в ЦАП 10, нли записью в ПЗУ 14 соответствующего увеличенного кода Nb< .

Таким образам, в устройстве осуществляется индивидуальная коррекция погрешностей начального разброса и дрейфа ТП, которые эксплуатируются при разных температурах, причем корректирующая функция может быть уточ- 1р иена по результатам поверки ТП.

Устройство может быть реализовано на основе стандартных блоков и элементов.

Фпрмула из обретения

Устройство для измерения температуры, содержащее термоэлектрические рО преобразователи, первый коммутатор, аналого-qH4poaoA преобразователь, вход которого соединен с выходом сумматора а выход подключен к первому входу постоянного запоминающего 25 устройства, второй коммутатор, входы которого соединены с выходами счетчиков эксплуатации термоэлектрических преобразователей, а выход через промежуточный преобразователь подклю- ЗО чен к второму входу постоянного запоминающего устройства, выход которого соединен с входом первого цифроаналогового преобразователя, блок управления, первый и второй выходы которого соответственно соединены с управляющими входами коммутаторов и аналого-цифрового преобразователя, управляющий выход которого соединен с входом блока управления, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения путем автоматической коррекции индивидуальных погрешностей термоэлектрических преобразователей, обусловленных дрейфом . градуировочные характеристик. в него введены блок ввода поправок, второй и третий цифроаналоговые преобразователи и оперативное запоминающее устройство, адресный вход которого подключен к третьему выходу ,блока управления, информационный вход соединен с выходом блока ввода поправок, а выходы подключены соответственно к входам второго и третьего цифроаналоговых преобразователей, управляющие входы которых соединены соответственно .с четвертым и пятым выходами. блока управления, а выходы подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, тре ий вход которого соединен с выходом первого коммутатора, входы которого соединены с термоэлектрическими преобразователями, при этом выход первого цифроаналогового преобразователя подключен к входу опорного напряжения второго цифроаналогового преобразователя, а управляющий вход соединен с шестым выходом блока управления, седьмой выход которого соединен с управляющим входом постоянного запоминающего устройства.

1377609

Составитель В.Куликов

Редактор М.Петрова Техред Л.Сердюкова Корректор Н.Король

Заказ 856/33

Производственно-нолигра4ическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная,4 Ef

Е1

Фог,Г

Тираж 607 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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