Устройство для измерения температуры

Устройство для измерения температуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области температурных измерений с использованием термоэлектрически.х преобразователей с нелинейной зависимостью термо-ЭДС от темнературы рабочего сная. Цель изобретения - повышение точности измерения, Устрво содержит термоэлектрический преобразователь 1, аналого-цифровой преобразователь 2, терморезистор 3, преобразователь 4 сопротивления в код, блок 5 управления, постоянное запомпнаюпгее устр-во 6, блок 7 цифровой индикации, сумматоры 8-12, неремножители 13-16, регистры 17 и 18 и управляющий коммутатор 19. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устр-ва позволяет снизить погрешности измерения, связанные с нелинейностью градуировочной характеристики термоэлектрического преобразователя 1 и влиянием температуры его свободных концов. Дана схема и описание работы блока 5 управления. 1 з. п. ф-лы, 3 ил. с €

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1408248

15И 4 G 01 К 7 02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ll8sqpg g

I. "..

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:,"" 4 U

К д BTOPCHQMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4104049/24-10 (22) 18.08.86 (46) 07.07.88. Бюл. ¹ 25 (72) Ю, В. Поздняков, А. М. Золотарев и И. M. Гайдай (53) 536.53 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 932277, кл. G 01 К 7/02, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 1276923, кл. G 01 К 7/02, !984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к области температурных измерений с использованием термоэлектрических преобразователей с нелинейной зависимостью термо-ЭДС от температуры рабочего спая. Цель изобретения — повышение точности измерения. Устрво содержит термоэлектрический преобразователь 1, аналого-цифровой преобразователь 2, терморезистор 3, преобразователь 4 сопротивления в код, блок 5 управления, постоянное запоминающее устр-во 6, блок 7 цифровой индикации, сумматоры 8 — 12, перемножители 13 — 16, регистры 17 и 18 и управляюший коммутатор !9. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устр-ва позволяет снизить погрешности измерения, связанные с нели нейностью градуировочной характеристики термоэлектрического преобразователя 1 и влиянием температуры его свободных концов. Дана схема и описание работы блока 5 управления. 1 з. п. ф-лы. 3 ил.

1408248

1

Изобретение относится к области темпе: ратурных измерений с использованием термоэлектрических преобразователей с нелинейной зависимостью термо-ЭДС от температуры рабочего спая.

Целью изобретения является повышение 5 точности измерения путем снижения погрешности измерения, связанной с нелинейностью градуировочной характеристики термопреобразователя и влиянием температуры его свободных концов.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 — схема блока управления; на фиг. 3 — алгоритм работы устройства.

Устройство содержит термоэлектрический преобразователь 1, соединенный с вхо- 15 дом первого аналого-цифрового преобразователя 2, терморезистор 3 для измерения температуры свободных концов термоэлектрического преобразователя 1, соединенный с входом преобразователя 4 сопротивления в код (ПСК), блок 5 управления, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 6, блок 7 цифровой индикации, пять сумматоров 8—

12, четыре перемножителя 13 — 16, первый 17 и второй 18 регистры и управляемый коммутатор 19. 25

Блок 5 управления устройства содержит (фиг. 2) счетчик 20, схему 21 предварительной установки, десятивходовый 22 и двухвходовой 23 логические элементы ИЛИ, причем входы десятивходового логического элемента ИЛИ 22 являются входами блока 5 30 управления, а выходы десятивходового логического элемента ИЛИ 22 соединены со ! счетным входом счетчика 20, выходы которого являются выходами блока 5 управления

Р выход схемы 21 предварительной установки соединен с первым входом двухвходового 35 логического элемента ИЛИ 23, второй вход которого является одним из входов блока 5 управления, а выход подключен к установочному входу счетчика 20.

Устройство работает следующим образом. 40

При включении питания устройства схема 21 блока 5 управления формирует импульс, который, воздействуя через элемент

ИЛИ 23 на вход установки счетчика 20, устанавливает его в нуль, подготавливая устройство к началу измерения. 45

При нахонкдении температуры сначала определяют значение поправки для коррекции погрешности от измерения температуры свободных концов термоэлектрического преобразователя по формуле

Ei(t)=A (((i+B )t+C<) i+D }, 50 где — температура свободных концов термопреобразователя;

А, Вь С и D — постоянные размерные коэффициенты, определяемые градуировоч ной характеристикой термоэлектрического преобразователя в области изменения температуры его свободных концов.

Затем определяют значение термо-ЭДС

E (t) с учетом погрешности от изменения температуры свободных концов термоэлектрического преобразователя по формуле

Е (T) = E(T)+ Е Я, где Т вЂ” температура рабочего конца термоэлектрического преобразователя;

ЕД вЂ” значение термо-ЭДС на выходе термопреобразователя.

После этого определяют значение поправки для коррекции погрешности от нелинейности градуировочной характеристики преобразования термоэлектрического преобразователя по формуле

E(E )=Agt((E (Т)+ВЯ E (Т)+Сг) E (T)+D, где А, В, С и D> — постоянные размерные коэффициенты, определяемые градуировочной характеристикой термоэлектрического преобразователя в области изменения температуры его рабочего спая.

Затем определяют значение термо-ЭДС

Е с учетом погрешности oI изменения температуры свободных концов термоэлектрического преобразователя по формуле

Е =Е (Т)+Е (Е ), которое пропорционально измеряемой температуре Т.

После установки счетчика 20 в нуль на управляющей шине ПЗУ 6 формируются сигнал разрешения работы ПСК 4 и сигнал, ставящий управляемый коммутатор 19 в положение, при котором он пропускает сигналы с выхода ПСК 4. На информационных выходах ПСК 4 формируется цифровой код N температуры свободных концов термоэлектрического преобразователя 1. Сигнал «Завершение преобразования» ПСК 4 поступает на первый вход элемента ИЛИ 22 и с его выхода на счетный вход счетчика 20, увеличивая его содержимое на единицу. При этом на управляющей шине ПЗУ 6 снимается сигнал «Разрешение преобразования» Г1СК

4 и формируется сигнал «Разрешение суммирования» для первого сумматора 8. На шине данных ПЗУ 6 формируется ко,z коэффициента Вь На информационных выходах сумматора 8 формируется цифровой код (N+Bi). Сигналом «Суммирование завершено» сумматора 8 через элемент ИЛИ 22 счетчик 20 увеличивает свое содержимое на единицу, с шины управления ПЗУ 6 снимается сигнал «Разрешение суммирования» сумматора 9, и формируется сигнал «Разрешение умножения» для первого перемножителя 13. На его информационных выходах формируется код (N+B,)N. Сигналом «Умножение завершено» через элемент ИЛИ 22 содержимое счетчика увеличивается ча единицу, с шины управления ПЗУ 6 снимается сигнал «Разрешение умножения» перемножителя 13 и формируется сигнал «Разрешение суммирования» сумматора 10. На ши1408248

3 не данных ПЗУ 6 формируется код коэффициента Ci, а на выходах сумматора 10 код (И+В )%+С . Аналогичным образом происходит управление работой всех остальных элементов устройства (фиг. 3) . При этом на выходе перемножителя 14 формируется код ((N+B )Л + С ) N, на выходах сумматора 11 — код )((N+В,)N+С )И+О,), на выходах перемножителя 15 — код (((%+В )У+С1)N+D )Aь Этот код заносится в регистр 18 и с регистра поступает на входы сумматора 11. После этого формируется сигнал разрешения преобразования для аналого-цифрового преобразователя 2, на выходах которого формируется код N, пропорциональный значению термо-ЭДС термоэлектрического преобразователя 1. Он суммируется в сумматоре 11 с кодом регистра 18, в результате чего на его выходе форм и ру ется код N g=(((N+ B i)N+ C () N+ D ),А +

+N . После завершения суммирования на шине управления ПЗУ 6 формируется сигнал, по которому коммутатор 19 переключается в положение, при котором на его вход по-, ступает сигнал с выхода сумматора 11, а также сигнал «Разрешение суммирования» для сумматора 9. На шине данных ПЗУ 6 формируется код коэффициента В, на выходах сумматора 9 формируется результат операции (N +B ), на выходах перемножителя

13 — результат операции (N>+B )N>, на выходах сумматора 10 — результат операции (% +В )% +С, на выходах перемножителя 14 — результат операции t(N + )N +

+CQ)N9. На выходах сумматора 11 формируется результат операции ((N +Â )N +

+ C>) N+D, а на выходах перемножителя 15 — результат операции {(((N +B )N +

+С )%+В )А, который записывается в регистр 18. После записи в регистр формируется сигнал «Разрешение суммирования» для сумматора 12, в результате чего на его выходе формируется результат операции

)((2+В2)А 2+С2) N2+D2) 2+N2= 3. Код 7 3 умножается в перемножителе на коэффициент К, поступающий из ПЗУ 6 и устанавливающий связь между значением температуры и кодом Л з. На выходах перемножителя формируется результат операции К V3, который заносится в регистр 17 и далее поступает на блок 7 цифровой индикации.

Сигналом «Умножение завершено» перемножителя 16 через элемент ИЛИ 22 содержимое счетчика 20 устанавливается в нуль, и весь процесс повторяется сначала.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения температуры, содержащее термоэлектрический преобразователь, соединенный с входом аналогоцифрового преобразователя, терморезистор для измерения температуры свободных концов термоэлектрического преобразователя, соединенный с входом преобразователя сопротивления в код, первый сумматор, первая

2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что блок управления содержит счетчик, схему предварительной установки. десятивходовый и двухвходовый логические элементы

ИЛИ, при этом входы десятивходового логического элемента ИЛИ, являющиеся входами блока управления, подключены к шине входных сигналов, а выход подключен к счетному входу счетчика, выходы которого, являющиеся выходами блока управления, соединены с адресной шиной постоянного запоминающего устройства, выход схемы пред5

45 группа входов которого соединена первой группой входов первого и второго перемножителей, выходы которых соединены соответственно с первыми группами входов второго и третьего сумматоров, выходы которых подключены соответственно к второй группе входов второго перемножителя и первой группе входов третьего перемножителя, четвертый сумматор, пятый сумматор, выходы которого подключены к первой группе входов четвертого перемножителя, блок цифровой индикации, блок управления, входы которого шиной входных сигналов соединены с выходами готовности результата аналого-цифрового преобразователя, преобразователя сопротивления в код, всех сумматоров и перемножителей, а выход соединен адресной шиной с адресными входами постоянного запоминающего устройства, первая группа выходов которого соединена шиной управления с входами управления аналого-цифрового преобразователя, преобразователя сопротивления в код и входами управления всех сумматоров и перемножителей, а вторая группа выходов через шину данных соединена с вторыми группами входов первого, второго, третьего сумматоров и третьего и четвертого перемножителей, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены два регистра и управляемый коммутатор, первая группа входов которого соединена с выходами преобразователя сопротивления в код, сигнальный выход подключен к первой группе входов первого сумматора, а вторая группа входов соединена с информационным входом первого регистра, выходы которого подключены к первой группе входов пятого сумматора, и выходами четвертого сумматора, первая группа входов которого соединена с выходами аналогоцифрового преобразователя, а вторая группа входов соединена с второй группой входов пятого сумматора и подключена к выходу второго регистра, информационный вход которого соединен с выходами третьего перемножителя. при этом вход блока цифровой индикации соединен с выходами четвертого перемножителя. а соответствующие Bblxolû первой группы выходов постоянного запоминающего устройства через шину управления соединены с управляюгцими входами управляемого коммутатора и входами записи первого и второго регистров.

1408248

5 варительной установки подключен к перво(му ходу двухвходового логического элемента

1 ЛИ, второй вход которого, являющийся

6 одним иэ входов блока управления, выведен на шину входных сигналов, а выход пог,ключен к установочному входу счетчика.

На 1апа

УУУУУ Я палаженае g"

У/С 1У-8 пСпс женое„ !".ттул.

zpne

Разрешение

СУм о71оРа У розрешенагпе агмножап7ЕяЯ

Разрешенае сумма пара У

Разрешенае суммоп7ора 10

Разрешеноелеремножипепя1 рцзрещенае пееннажипеея1

Розрешенае суммап. аро 10

Разрешеное суммап7ара 11

Разрешеное перенножап1еЯя 1 разрешенаеперемнажитяя!

Разрешенае су жмоп7аро 11 (апас 8

Регагп7Р 1о

РазреШенае переннажител1

2(7nuc

dpeeucmp 1а

РазрЕШенаг сум ап7оро12 запуск

AL(0 7 разрешеногпг гнныипеяя!

Разрешенаг сунма ара Х

Файл а4 ая

1о

О() I ((((((T ñ. l (> 13 К,т (и ко в тсхрсд И. 13срсс Корректор А. Обр1 (ар тирана 607 Подписное (. ((и (ор О. 10 рко в((LI((l и

:3а кав 3291351( (3НИИПИ Г(к3 (аиста(нного копните((((.(:(Р по .(е,(аги иаобретсний и (икр((той

11, 3035, Москва, Ж 35. Р((ушск((и наб., д. 4, 5

Производственно-пис(играфическoc»0(. ц(рнитис, г. 5кгоро.к уд: Проек гнан. -1