Устройство для измерения температуры

Устройство для измерения температуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик б

@ГФ

A 4 ф т.;: (51)М. Кл.

G 01 К 7/00

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 140277(21) 2452973/18-10 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет — °

Государственный комитет

СССР

Il0 делам изобретений и открытий (53) УДК536 ° 53 (088.8) Опубликовано 050879. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 05.0 8,79 (72) Авторы изобретения

Н.И.Грибок, З.Я.монастырский, В.И.Пуцнло и.А.В.Серкиз (71) Заявитель львовский ордера ленина политехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к термометрии, например к измерению температуры термоэлектрическими термометрами и термометрами сопротивления в условиях .воз- действия помех.

Известно устройство для измерения температуры, содержащее преобразователь температуры в напряжение, подключенный.через предварительный усили-1О тель к переключателю тактов, источник опорного напряжения, подсоедийенный ко входам предварительного усилителя и переключателя тактов, выход которого подключен ко входу интегратора, соединенного последовательно с устройством сравнения и блоком yripaaления,генератор импульсов, подключен ньяи ко входу селектора, и цифровой индикатор.

Однако известное устройство не имеет достаточной точности измерения из-за нестабильности постоянной времени интегрирования и частоты генератора импульсов и низкой помехоустойчивости устройства. Наиболее близким

Ф изобретению rio технической сущности является устройство для измерения температуры, содержащее преобразователь. температуры в напряжение, подключенный через предварительный утай=

I чтитель к первому входу переключателя тактов, источник опорного напряжения, соединенный со вторыми входами предварительного усилителя и переключателя тактов, выход которого подключен ко входу интегратора, соединенного последовательно с устройством сравнения и блоком управления, выход которого подключен ко входу переключателя тактов и входу селектора, кс второму входу которого подсоединен выход т енератора импульсов, а выход селектора подключен ко входам двоичного уьр ожителя частоты, состоящего из реверсивного счетчика, являющегося его одним входом, блока схем совпадения, собирательной схемы и счетчика результата, являющегося выходом умножителя частоты и подключенного ко. входу цифрового индикатора, причем, два других выхода счетчика результата подключены ко входу блока схем совпадения, выходы которого соединены со входами собирательной схемы. Это устройство характеризуется недостаточной помехоустойчивостью, так как двоичный умножитель частоты вместе с реверсивным счетчиком обеспечивает только линеаризацию уравнения -измерения. Кроме того, требуется

678334 4

Одновременно импульсы частоты Ер поступают на вход схемы 10 и суммирующий вход счетчика 16. Число, записанное в счетчике в каждый данный момент времени второго такта, равно

5 N

Формула изобретения дополнительный такт циФровой обработки выходного кода, что снижает его быстродействие.

Целью изобретения является повыше ние помехоустойчивости. В предложен ном устройстве зто достигается тем, что в него дополнительно введен масштабный преобразователь и двоичный умножитель частоты снабжен дополни.тельной собирательной схемой, являющейся его вторым входом, причем второй выход селектора через масштаб- 10 ный преобразователь подключен к вычитающему входу реверсивного счетчи» ка, подключенного суммирующим входом к первому выходу переключателя тактов, а выход основной собирательной 15 схемы соединен со вторым входом дополнительной собирательной схемы, вы ход которой подключен ко входу счетчика результата.

На чертеже приведена схема устрой- 20 ства.

Оно содержит преобразователь 1 температуры в напряжение, предварительный усилитель 2, источник 3 опорного .-- — напряжения, переключатель 4 тактов, интегратор 5, устройство 6 сравнения, генератор 7 импульсов, блок 8 управления, селектор 9, дополнительную собирательную схему 10, счетчик 11 результата, цифровой индикатор 12, блок 13 схем совпадения, основную собирательную схему 14, масштабный ,преобразователь 15 частоты, 16 — реверсивный счетчик, двоичный. умножитель 17 частоты.

На вход интегратора 5 в первом такте поступает напряжение с выхода предварительного усилителя

USx = К(0Э вЂ” Исм ) (1) где К - -коэффициент усиления;

0е - напряжение на выходе преоб- 40 разователя 1

0см - напряжение смещения усилителя, задаваемое от источника 3.

Если 0ое Ua то 0и = KUg (1-е в) .

В конце первого такта напряжение на выходе интегратора

0вве = — - - KU (1 - .е ), (2) где т - постоянная времени интегрирования.

На вычитающий вход реверсивного счетчика импульсов за время tj пос тупает число N = Кмл fp t частоты f от генератора импульсов, где Км. коэффициент передачи масштабного 55 преобразователя 15. Если начальная установка счетчика 2 ", где n — - число общих двоичных разрядов счетчиков 11 и 16, то число, записанное в нем, в конце первого такта -2" -N,.

Время tq второго такта работы определяется из уравнения

tgUex = tg0< . (3) .где U, - образцовое напряжение источника 3, откУда в ., 65

ЮШ=."1, д 2 N+ fat.

Пусть частота следования импуль-. сов на входе счетчика результата fg на выходе собирательной схемы 14, т.е. на выходе умножителя f, тогда

fo+ fz i (5)

fr Nq Е 2" - М + Еа t

2"

Решая совместно уравнения (5) и (6) относительно fg и f получаем

2" f у = ° (7)

Интегрируя выражение (7) эа время второго такта, получаем число импульсов, поступившее в счетчик результата 4а

N= j dt= —.2 In (Ng -f t) / о Nf-fat

0 О

2 InNó - 2" In(NE-f otal) °

Подставив t из выражения (4) имеем

Ы= 2" InN -2 In(N -f t +f I )

При N< = f< t„то есть при вы0о

К0 боре К„„= „., (8) получаем N = 2 в, то есть число, записанное в счетчике результата пропорционально измеряемой температуре, и цифровой индикатор может быть градуирован непосредствен но в единицах температуры. При этом его показания, как видно из выражения (7), не зависят ни от постоянной времени интегрирования, ни от частоты следования импульсов генератора.

Эту частоту выбирают из условия допускаемой погрешности дискретизации интервала времени t и ее стабильность требуется лишь на время преобразования. Кроме того, показания счетчика не зависят от длительности первого такта интегрирования, что позволяет осуществлять подстройку его под период помехи нормального вида .

Таким образом, предложенное техни- ческое решение позволяет повысить помехоустойчивость устройства и од- новременно увеличить его быстродействие, так как результат измерения получают в конце второго такта интегрирования. Введение в устройство новых блоков позволяет, кроме того, производить измерение температуры в тех случаях, когда характеристика первичного преобразователя описывается экспоненциальной функцией температуры.

Устройство для измерения температуры, содержащее преобразователь температуры в напряжение, подключенный

678334 череэ предварительный усилитель к пер- гих выхода счетчика результата подвому входу переключателя тактов, ис- ключены ко входу блока схем совпадеточник опорного напряжения, соединен- . ния, выходы которого соединены со ный со вторыми входами предварительного входами собирательной схемы, о тусилителя и переключателя тактов, вы- л и ч а ю щ е е с я тем, что, с ход которого подключен ко входу ин- . целью повышения помехоустойчивости тегратора, соединенного последова- 5 устройства, в него дополнительно тельно с устройством сравнения и бло- введен мааатабный преобразователь ком управления, выход которого под- и двоичный умножитель частоты снабжен ключен ко входу переключателя тактов дополнительной собирательной схемой, и входу селектора, ко второму входу являющейся его вторым входом, причем которого подсоединен выход генерато- 10 второй выход селектора через масштабра импульсов, а выход селектора под-. ный преобразователь подключен к выключен ко входам двоичного умножителя читающему входу реверсивного счетчичастоты, состоящего иэ реверсивного ка, подключенного суммирующим входом счетчика, расположенного на одном к первому выходу селектора, а выход его входе, блока схем совпадений, ;основной собирательной схем соединен собирательной схемы и счетчика резу- оо вторым входом дополнительной собильтата, являющегося выходом умножителя,...:.рательной схемы, выход которой частоты и подключенного к входу подключен ко входу счетчика рецифрового индикатора, причем два дру- зультата, Составитель A.Tåðåêoâ

Ре актор JI.Tþðèíà Техред С. Мигай рр

Ко екторМ. Вигула

Заказ 4559/30 Тирак - 766 . Подписное цНИИПИ Государственного комитета. СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектна