Цифровой измеритель температуры

Цифровой измеритель температуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.

Сеюз 4:аветскк»

С4щмбямФтюч®ем{й»

Уаевубямв

{ i646205

7,.- !

:4..;/{Я (53) N. Кл. -"-==.

G 01 К 7/02 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 190176 (2l) 2315437/18-10 с присоединением заявки М

Госуларствеииый комитет

СССР ао делам изобретений и открытии (23) Приоритет (53) УДК 536.53 (088.8) Опубликовано. 050279. Бюллетень № 5

Лата опубликования опысания 050278

Т.М. Алиев, P.Ì. Мирсалимов, С.Г. Салигов и X.A Исмайлов (72} Авторы изобретения

pl) ЗаяВИтЕЛЬ Азербайджанский институт нефти и химии им. М. Азизбекова (54) ЦИФРОВОИ ИЗМЕРИ1ЕЛЬ 1ЕМПЕРА1УРЫ

Изобретение относится к области температурных измерений, а именно к цифровым измерителям .температуры с коррекцией нелинейности датчика температуры. .:: 5

Известен цифровой измеритель:тем- -:. пературы, содержащий датчик темйе-" ратуры - термопару, включенйую в измерительную схему, состоящую иэ блока сравнения, генератора линейной раз- вертки, сумматора, квадратичного преобразователя (1) . В этом измерителе коррекция нелинейности термо- пары осуществляется путем суммйрЬвавия сигналов от термопары и квадратичного преобразователя.

Известен также цифровой измеритель температуры, содержащий датчик .тем - пературы, цифроаналоговый преобразователь, генератор постоянной час= тоты, нуль-орган, в котором коррекция нелинейности датчика температуры осу- ществляется путем введения второго цифроаналогового преобразователя,, включенного в цепь пнтайия первого преобразователя (2) .

Наиболее близким по технической сущности является цифровой Измеритель температуры, содержащий датчик температуры, соединенный через входной

2 переключатель с преобразователем напряжение-частота, выход которого через ключевое устройство и реверсив.ный счетчик ссединен с блоком памяти, источник калибровочного напряжения, переключатель поддиапаэонов. В этом измерителе температуры производится поочередное измерение сигнала датчика температуры и калибровочного напряжения, которое далее обрабатывается (3) .

Недостатком цифрового измерителя температуры является низкая точность измерения.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в .цифровой измеритель температуры введены дешифратор и нелинейный цифроаналоговый преобразователь, состоящий из сумматора, выход которого соединен с входным переключателем, блока опорного напряжения, соединенного с блоком дискретных напряжений и линейным цифровым делителем напряжения, выход которого соединен с блоком дискретных резисторов и первым входом сумматора, причем входы дешифратора и линейного цифрового делителя напряжения соединены с вы.ходом блока памяти, а выход де646205

Значение п -го скорректированного результата

Чп =Т(1-К" Т" ), (5)

Оценка погрешности первого скор.Ректированного результата показывает, что при погрешности нелинейнбсти датчика температуры 5% (К = 0,05) погрешность цифрового измерения не превышает 0,25%. Погрешность второго скоРректированного результата не пре- вышает 0,012%.

10 Выходная характеристика нелинейного цифроаналогового преобразователя аналогична характеристике датчика температуры .Т =(< + КТ )+ и воспроизводится путем кусочйо-линейной an)5 проксимации функции датчика температуры.

Принцип аппроксимации поясняет график. (см. Фиг. 2), где 1 — характеристика термодатчика; 2-4 — выход20 ные характеристйки линейного цифрового делителя напряжения, соответствующие определенным участкам аппрок симации.

В зависимости от значений кода

25 измеренной температуры, записанного в блоке памяти, дешифратОР определяет . участок аппроксимации характеристйки датчика, например участок 4г.

По сигналу дешифратора на один

0 иэ входов сумматора от блока дискретнйх напряжений подается напряжение кбторое определяется пересечением аппроксчмирующей прямой 4 с осью ординат U))b Ä,.а на другой вход сумматора подается выходной сигнал линеййого цифрового делителя напряжения, соответствующий аппроксимирующему участку, к выходу которого подключается соответствующий резистор иэ блока дискретных резисторов, изменяющий наклон выходной характеристики линейного цифрового делителя напря« жения.

Цифровой измеритель температуры позволяет эффективно линеариэовать характеристику преобразования термопаРы и одновременно исключает по" грешности преобразования аналогцифра, -чем дбстигается высокая

50; результирующая точность измерения температуры.. Результирующая точность измерения.в основном зависит от числа участков аппроксимации харак теристики датчика температуры. При

55 числе участков аппроксимации, равном . четырем или пяти, резулитирующая погрешность получается порядка 0,2О,ЗЪ от йэмеряемой температуры при нелинейности датчика 2Ъ. шифратора — со входами блока дискретных резисторов и блока дискретных -напряжений, выход которого соединен со вторым входом сумматора.

Иа Фиг. 1 изОбражена блок- схема цифрового измерителя, температуры ) иа фиг. 2 — график„ поясняющий .Ра. боту нелинейного цифроаналогового преобразователя,.

Измеритель температуры содержит датчик температуры — термопару 1, входной переключатель 2, преобразователь 3 напряжения в частоту,.ключевое устройство 4, реверсивный счетчик

5, блок управления 6, дешифратор 7, блок памяти 8, нелинейный цифроаналоговый преобразователь 9, состоящий иэ линейного цифрового делителя напряжения 10, блока дискретйь1х резисторов 11, блока дискретных напряжений 12, сумматора 13 и блока опорного напряжения 14, Измеритель температуры работает следующим образом .

В начале измерительного процесса входной переключатель 2, управляемый сигналом с блока управления 6, подключает ко входу преобразователя

3 термопару 1. Производится цифровое измерение, результат измерения эаписйвается в реверсивный счетчик 5 и блок памяти 8, Поскольку характерйстику преобразования датчика температуры с больщей степенью точности можно аппроксимировать кривой второго порядка, результат, записанный в реверсйв-. ном счетчике, можно представить в виде

Ч=()а кт )Т, (4 ) где Т вЂ” измеряемая температура;

К - коэФфициент нелинейности.. Затеи входной переключатель 2 подключает ко вход1 преобразователя на пряжение-частота 3 выход нелиней ногО цифроаналогового преобразователя 9. Производится цифровое измере- ние выходного сигнала нелинейного цифроаналогового. преобразователя,; соответствующего измеряемой температуре, ao apewi которого блок управ ления переключает направление счета реверсивйого счетчика на вычитание, i результате которого в реверсивном счетчике получается разность двух измерений а =(Ч«кт)т-т(жакт)г=-ктг(3+IT). (2)

После этого переключатель 2 йодКлючает ко входу преобразователя 3вйход датчика температуры 1; Про= изводится цифровое измерение со сложением в реверсивном счетчике 5.

В итоге получают результат,. - - 60 ч ч «6 т (1 кт)-кт (4 кт) =т()-к т ) . (3)

Продолжая иэмерительно вычислительный процесс, можно получить второй скорректйрованный результат f т(4- к т ). (4),, г Предлагаемый цифровой измеритель температуры имеет более высокую точ" ность измерения, что расширяет его сферу применения в народном .хозяйстве.

646205

1!

Составитель В. Куликов

Редактор О. Филиппова Техред М. Петко Корректор Д. Мельничено

Заказ 100/32 Ти.раж 76 5 Подписное цНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Цифровой измеритель температуры, содержаший датчик температуры, соединенный через входной переключатель с преобразователем напряжение-частота, выход которого через ключевое устройство и реверсивный счетчик сое5 динен с блоком памяти, блок управления, отличающийся тем, что, с целью .повышения точности измерения, в него введены дешифратор и нелинейный цифроаналоговый преобразователь, состояший из сумматора, вйход которого соединен с вхбд=. ным переключателем, блока опорйого напряжения, соединенного с блоком дискретных напряжений и линейным 15 цифровым делителем напряжения, выход которого соединен с блоком дискретных резисторов и первым входом сумматора, причем входы дешифратора и линейного цифрового делителя напряжения соединены с выходом блока памяти, а выход дешифратора — со вхо-. дами блока дискретных резисторов и блока дискретных напряжений, выход которого связан со вторым входом сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .

l. Авторское свИДетельствО СССР

Р 488092, кл. 6 01 К 7/02, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

9 502237, кл, G 01 .К 7/16, 1974.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 246115, кл. G 01 К 7/02, 1974.