Устройство для измерения разности температур

Устройство для измерения разности температур

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерения разности температур в реальном времени при использовании двух идентичных термопар с нелинейной градуировочной характеристикой. Устройство содержит термопары 1 и 2, делитель напряжений 3, логарифматор 4, перемножитель 5 и нелинейный дискретизатор 6. Нелинейный дискретизатор 6 предназначен для разбиения интервала изменения измеряемых температур на несколько подинтервалов, в каждом из которых формируется функция, являющаяся обратной к градуировочной характеристике термопар. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 К 7/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 42 81216/24-10 (22) 13.07.87 (46) 23,12.90. Бюл. ¹ 47 (71) Физико-механический институт им. Г.В.Карпенко (72) P.А,Варобель, Я.В.Гапонюк, Р.С.Крайкивский и Г.В.Резников (53) 536.5 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 508684, кл. G 01 К 7/02, 1972, Линевег Ф. Измерение температуры в технике. Справочник. — М.: Металлургия, 1980, с. 117, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ ТЕМПЕРАТУР

„, Ж„„1615569 А1 (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерения разности температур в реальном времени при использовании двух идентичных термопар с нелинейной градуировочной характеристикой. Устройство содержит термопары 1 и 2, делитель 3 напряжений, логарифматор 4, перемножитель 5 и нелинейный дискретизатор 6. Нелинейный дискретизатор 6 предназначен для разбиения интервала изменения измеряемых температур на несколько подынтервалов, в каждом из которых формируется функция, являющаяся обратной к градуировочной характеристике термопар. 2 ил.

1615569

О

В16

В1=р +р

06 =

0о

В2

Ri3(R13 R14 Я13Я33 R14)I з 13 R14 В15 + R16 (R13 14 + 3" 15(В13

05 06 1ПУ-(Т вЂ”

ЦТ22) (5) которое можно представить в виде

U5 = (А + 06 InKf(TI)) — (А +

45 + U6 .InKf(T2)), (6) Так как функция А+ U6 lnKf(T) формируется обратной по отношению к функции f(T), представляющей собой градуиро50 вочную характеристику термопар на каждом подынтерваëe, То

А+ U6 inKf(T1) = пТ1; (7)

А+ U6 InKf(T2) = пТг, где К, n — коэффициенты пропорционально55 сти.

С учетом полученных соотношений (7) уравнение(6) приводится к виду

05 =- n (Tl — 123) == n ˻, (8)

Таким образом, напряжение 05 на выходе перемножителя 5,.т.е. на выходе всего устройства, пропорционально с достаточно высокой точностьlo разности ЛТ измеряеИзобретение относится к области температурных измерений.

Цель изобретения — повышение точности измерения разности температур при использовании термопар, градуировочная характеристика которых близка к зкспоненциаг ьной зависимости.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2— функциональная схема нелинейного дискретизатора, Устройство для измерения разности температур содержит первую и вторую термопары 1 и 2, последовательно соединенные делитель 3 напряжений, логарифматор 4 и. перемножитель 5, а также нелинейный дискретизатор 6, выход которого подключен к второму входу перемножителя 5, а его вход соединен с первой термопарой 1 и первым входом делителя 3 напряжений, второй вход которого подключен к второй термопаре 2.

Нелинейный дискретизатор 6 предназначен для разбиения интервала изменения

I4aMepsevbIx ТеМпераТур Т1 и Тг (Тмин, Тмакс) на несколько подынтервалов, например, три подынтервала, и включает в себя пороговые устройства 7-9, выходы которых подгде К1з, R14, R15, К16 — сопротивления резисторов 13-16 соответственно;

UcM1, UcM2, UcM — напряжения смещения, подаваемые на вторые входы пороговых устройств 7 — 9 соответственно; Uc опорное постоянное напряжение на вторых входах ключей 10 — 12; T ()), Т, Т вЂ” значения температур в крайних точках подынтервалов.

Если напряжение U1 удовлетворяет одА, НОМУ ИЗ уСЛОВИй (4), НаПрИМЕр, UcM1= 1р. 1<

< U1< UcM2= f(T ), то на выходе порогового (г устройства 7 формируется "единичный" потенциал, которым открывается ключ 10 и

ОПОРНОЕ НаПряжЕНИЕ Ucl ПадаЕтСя На РЕЗИстары I3 и 16. При этом на выходе нелинейного дискретизатора 6 формируется напряжение U6 = В1, снимаемое с резистора 16.

ПрИ Ul > U

Напряжение U5 на выходе перемножителя 5 определяется выражениеM ключены к первым (управляющим) входам ключей 10-12, и резисторы 13-16, образующие набор резистивных делителей напряжения.

Устройство работает следующим образом, Измеряемые температуры Т1 и Т2 преобразуются с помощью термопар 1 и 2 в о напряжения U1 и U2 по нелинейному закону

U1 = f(T1); 02 =- f(T2), (1)

В делителе 3 напряжение U1 делится на 02 и на выходе его формируется напряжение

0з = — = - -, U1 ferlie (2)

02 фг) которое поступает на вход логарифматора 4.

На выходе логарифматора 4 формируется напряжение

04 = 1и U3.= In -(ИТ11 (3)

С выхода логарифматора 4 напряжение U4 подается на первый вход перемножителя 5, на второй вход которого поступает напряжение U6 с выхода нелинейного дискретизатора 6. Напряжение U6формируется в зависимости от величины входного напряжения U1, подаваемого на первые входы пороговых устройств 7-9, следующим образом: при01 < 0,„1, (1) (2)

llpVIUcM1 = f(T ) 01 < UcM2 = f(T ): (2) (g) (4) при0«2 — f(T ) 01 < UcMä — (Т ), (3)

Оо при01 0«з == f(T )

+ R14)3

1615569

Составитель В,Голубев

Техред М.Моргентал Корректор Л.Пилипенко

Редактор Е.Папп

Заказ 3981 Тираж 510 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 мых температур Т1 и Тг. Погрешность измерения разности температур будет определяться в основном точностью воспроизведения функции А + Ое lnKf(T), обратной к функции fP), и может быть уменьшена за счет увеличения числа подынтервалов.

Формула изобретения

Устройство для измерения разности температур, содержащее две термопары, отличающееся тем,что,сцелью повышения точности измерения для термопар с градуировочной характеристикой, близкой к зкспоненциальной, в него введены нелинейный дискретизатор и последовательно соединенные делитель напряжений, 5 логарифматор и перемножитель, при этом одна термопара подключена через нелинейный дискретизатор к одному из двух входов перемножителя и непосредственно — к первому входу делителя напряжений, к второму

10 входу которого подключена другая термопара.