Устройство для измерения температуры

Устройство для измерения температуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 01 К 7/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHAM

ПРИ ГКНТ СССР (71) 4610321/10 (22) 26 . 10.88 (46) 07.01.91. Бюл. № 1 (71) Днепропетровский филиал Научноисследовательского института резиновой промышленности (72) Л.В.Ятцелев и В.А.Стогов . (53) 536.53 (088.8) (56) Патент ГДР № 215631, кл. С 01 К 7/14, 1985.

Авторское свидетельство CCCP

¹- 1345067, кл. G 01 К 7/14, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

f57) ..Изобретение относится к термо2 метрии и позволяет повысить точность измерения. Выходной сигнал термоэлек" трического преобразователя (ТЭП) 1 через предварительный усилитель 2 поступает на вход сумматора 4. На второй вход сумматора поступает сигнал с блока 3 компенсации термо-ЭДС свободных концов ТЭП. Выходной сигнал сумматора 4 одновременно поступает на информационные вход аналого-цифроврго преобразователя (АЦП) 6 непосредственно, а на опорный вход АЦП 6-через регулируемый делитель напряжения.

На выходе АЦП 6 формируется цифровой код, пропорциональный измеряемой температуре. 1 ил.

1619068

10

20

55

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения температуры.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Если принять, что цифровой код на выходе АЦП, т.е. количество импульсов таймера до момента сравнения входного и эталонного сигналов, численно равен температуре измеряемого объекта, то при постоянном опорном сигнале формируемый а АЦП эталонный сигнал определяется по формуле

U,= JCdt = Ct, (1) где U — формируемый в АЦП эталонный э сигнал;

С вЂ” постоянный опорный сигнал;

t — температура измеряемого объекта.

Если добавить к постоянному опорному сигналу сигнал, поступающий с выхода сумматора, с определенным коэффициентом пропорциональности К, то

К = )Cdt + JK

At Bt

+ Br)dt = Ct + (— — + — — )К (2)

3 2 где U „- сигнал на информационном входе АЦП, равный выходному сигналу сумматора.

I ° Ф

Значения величин С и К2 выбираются из условия совпадения величины цифрового кода на выходе АЦП с. величиной температуры измеряемого объекта в конце рабочего диапазона измерения .

Погрешность линеаризации выходного сигнала ТЭП устройства определяется по формуле

3, 2 (t) = U — U = At + Bt — Ctвх

AtУ (— -+ )К

3 2 2 (3) Рассмотрим формулы определения погрешности известного предлагаемого. устройств. Выберем величину С в формуле (3), равную величине В, тогда

At Bt

3 2

3 (с ) = At — (— - + — -)K ° (4) й. 3 2

1 2 А с

1 (t) = At — К 2В(— -- + At +

2В

Br. 2 А r. s Bt

+ 9 =Ar. - (+At+1 — -)К

2, 2В 2 3 (5) где К = К 2 — коэффициент переда3 чи регулируемого делителя напряжения известного устройства, Из формул (4) и (5) следует, что для приведения погрешностей к минимальному значению необходимо, чтобы величины слагаемых, стоящих в скобках и связанных второй степенью умноженные на коэффициенты К, приближались к величине At при одновременном уменьшении величин слагаемых, связанных третьей и четвертой (для формулы 5) степенью r.. Однако даже

А2 Ф без учета величины — — видно что

2Б

А погрешность известного устройства будет в три раза больше, чем у предлагаемогоо устр ойства . Кр оме того, для уменьшения погрешности предлагаемого устройства можно варьировать в неболыпих пределах величиной С, т.е. постоянной составляющей опорного сигнала АЦП предлагаемого устройства.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого vc TDQHcTBR

Устройство содержит термоэлектрический преобразователь (ТЭП) 1, предварительный усилитель 2, блок 3 компенсации термо-ЭДС свободных концов

ТЭП, сумматор 4, регулируемый делитель 5 напряжения и аналого-цифровой преобразователь 6.

Устройство работает следующим образом.

Вводят горячий спай ТЗП 1 в контакт с измеряемым объектом. ТЗП вырабатывает термо-ЭДС, соответствующую разности температур измеряемого объекта и свободных концов ТЭП, которая поступает на предварительный усилитель 2. Одновременно блок 3 компенсации термо-ЭДС свободных концов ТЭП вырабатывает термо-ЭДС, пропорциональную температуре свободных концов ТЭП. Сигналы с блока 3 ком=пенсации и с выхода предварительного усилителя 2 поступают на входы сумматора 4. С выхода сумматора 4 сигнал U „поступает на информационный вход аналого-цифрового преобразователя 6 и одновременно на регулируемый делитель 5 напряжения, который формирует постоянное опорное напряжение

С совместно с переменной составляющей (сигналом U2 ) ослабленной в К раз регулировочным элементом делите:ля 5, и подает его на вход опорного

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры, содержащее термбэлектрический преобразователь, подключенный первым

Составитель B.ßpû÷

Ре актор B.данко Техрсд П.Сердюкова Корректор А.Осауленко Заказ 38 Тираж Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при 1-K}IT CCCP

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðoä, ул. Гагарина,101

5 16190 сигнала АЦП 6. Закон изменения опорного напряжения U „на вьжоде регулируемого делителя напряжения описывается формулой

UDn = С + (Ага + Вс)К

На выходе АЦП 6 формируется цифровой сигнал, пропорциональный температуре измеряемого объекта.

1О

Погрешность линеаризации устройства в диапазоне температур от 0 до

200 С составляет не более 0,3 С, что соизмеримо с погрешностями самих АЦП, которая составляет от 1 до 5 ед. млад-15 шего разряда, т.е. от + О, t до+0,5 С.

68

6 выводом к первому входу предварительного усилителя, блок компенсации термо-ЭДС свободных концов термоэлектрического преобразователя, сумматор, первый вход которого подключен к выходу предварительного усилителя, и регулируемый делитель напряжения, отлича юще еся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен аналого-qncbpoaoH преобразоватсль, информационный вход Которого подключен к выходу сумматора непосредственно, а вход опорного сигнала — через регулируемый делитель напряжения, причем блок компенсации термо-ЭДС свободных концов термоэлектрического преобра зователя подкнючен к второму входу сумматора, а второй вывод термоэлектрического преобразователя подключен к второму входу предварительного усилителя.