Устройство для измерения показателя тепловой инерции термодатчиков

Устройство для измерения показателя тепловой инерции термодатчиков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскив

Социалистических

Республик

<" 679821 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 0702.77 (21) 2450222/18-10 (S>)y. Кл.2

G 01 K 15/00 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (5Ç) УДК 536.531 (088. 8) Опубликовано 1508,79. Бюллетень М 30

Дата опубликования описания 15.08.79 (72) Автор изобретения

В.Г.Зубов (71) ЗаяВИтЕЛЬ Физико-механический институт АН Украинской ССР (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ. ПОКАЗАТЕЛЯ

ТЕПЛОВОЙ ИНЕРЦИИ ТЕРИОДАТЧИКОВ

Изобретение относится к области теплотехнических измерений.

Известные автоматические устройства для измерения показателя теп- 5 ловой инерции термодатчиков (1), отличаются низкой точностью результата измерения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее активный дифференциатор,, преобразователь сигнала и отсчетный прибор (2).

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения, обусловленная тем, что преобра15 эователь сигнала содержит усилитель с экспоненциальной характеристикой, которая может быть реализована лишь приближенно.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Это достигается тем, что в предлагаемое устройство введены схема сравнения и триггер,при этом преобразователь сигнала выполнен в виде пикового детектора с автоматическим сбросом и делителеМ, выход которого подключен к первому входу схемы сравнения, а ее выход — к первому входу двухвходового триггера, выход крторого подключен к от счетному блоку, причем второй вход схемы сравнен и я и второй вход триггера подключены к входу пикового детектора, который является входом преобразователя сигнала.

На чертеже изображена функциональная схема описываемого устройства.

Устройство для измерения показателя тепловой инерции термодатчиков содержит предварительный усилитель

1, активный дифференциатор 2, пиковый детектор 3 с автоматическим сбросом IIA и резистивным делителем R è

Rg, схему сравнения 4, триггер 5 с двумя входами и отсчетный блок б, выполненный, например, в виде генератора 7 опорных импульсов, ключа 8 и счетчика импульсов 9 .

Принцип работы устройства заключается в следующем. входу устройства подключается термодатчик, например термопара, показатель тепловой инерции которой необходимо измерить. При помещении термодатчика в среду с постоянной температурой, напряжение на выходе будет меняться но закону близкому к экспоненциальному. б 79821 ь0 o du а

HAM gt =+7 =

Формула и з обрет ения

Сигнал с выхода термодатчика, предварительно усиленный усилителеь.

1, поступает на вход активного дифференциатора 2. При условии, что эквивалентная постоянная времени дифференцнатора много меньше постоянной времени термодатчика, на выходе дифференциатора образуется экспоненциально затухающее напряжение

u H.1=au е + т д о

7 где U — установившееся значение выходного напряжения термодатчика;

K — постоянный коэффициент для выбранного предварительного усилителя и дифференциатора;

Т вЂ” показатель тепловой инерции термодатчика.

Напряжение на выходе пиконого детектора имеет вил:

Ппд По п сохраняет это значение до момента поступления следующего продифференциронанного сигнала термодатчика, В качестве пикового детектора с автоматическим сбросом может быть использовано устройство по авт.св.

9352390.

Напряжение, снимаемое с резистивНОГО делителя R(R2 равнО:

0 с К о

R где < = — = =Cannot.

КВО К1 %2

Оба напряжения U+ и U>(t) поступают одновременно на отдельные входы схемы сраннения 4; которая в момент равенства напряжений срабатывает и воздействует на второй вход триггера 5, возвращая последний в нулевое положение.

Если принять во внимание, что запуск триггера 5 и перевод его в единичное положение соответствует моменту воздействия переднего фронта продифференцированного сигнала термодатчика на один из его входов, то длительность импульса на выходе триггера определится зависимостью:

КОО . 4

-Ttn „=сE.n — =Ти, о 0 а где n — постоянный коэффициент, зависящий от выбора сопротив лений резисторов R< и В как следствие равенства т

Ц Щ=КЦ =Ц .аК0

Следовательно, на выходе триггера 5 образуется импульс напряжения с длительностью tz, строго пропорциональной численному значению показателя тепловой инерции термодатчика. Этот импульс напряжения управляет отсчетным блоком 6, выполненным, например, н виде управляемого ключа В, открытое состояние которого длится в течение промежутка времени, равного t, генератора 7 опорных импульсов и счетчика импульсов

5 9, B результате отсчета измеряемого ими показателя Т получается в цифровой форме.

Предложенное устройство не уступает прототипу по быстродействию.

10 Так, например, при соотношении ,сопротивлений 2

0 95, n = 0 05 длительность процесса измерения не (15 превышает — о Т.

В то же время устройство обладает высокой точностью измерения.

Погрешность измерения может быть оценена погрешностью длительности отрезка времени t которая, исходя из принципа работы устройства, будет в основном определяться погрешностью вносимой схемой сравнения.

Можно показать, что абсолютная погрешность

30 где 60 — порог чувствительности, схемы сравнения.

Соответственно относительная погрешность измерения д1 до

+ o Ь d U(tol о ТЫ

Пусть, к примеру ьБ = 0,5 мВу

KU = 2,5 В Т = 10 с> а = 0,95, тогда о".Т < 0,5%.

45 таким образом, предложенное устройство действительно позноляет измерять показатель тепловой инерции термодатчика с высокой точностью.

Устройство для измерения показа55 теля тепловой инерции термодатчиков содержащее активный дифференциатор, подключенный к входу преобразователя сигнала, и отсчетный блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цеб0 лью повышения точности измерения, н него введены схема сравнения и триггер, при этом преобразователь сигнала выполнен в виде пикового детектора с антоматическим сбросом

65 и делителем, выход которого подключен к первому нходу схемы сравнения, 6

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9456157, кл. G 01 К 7/14, 1972 °

2. Авторское свидетельство СССР

9525862, кл. G 01 К 7/14, 15/00, 197$ (прототип).

679 821

Составитель Ю.Андриянов

Техред Л.Ю1ферова Корректор О.Билак

Редактор Л.Бибер

Заказ 4777/36 Тираж 766 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 а ее выход — к первому входу триггера, выход которого подключен к отсчетному блоку, причем второй вход схемы сравнения и второй вход триггера подключен к входу пикового детектора, который является входом преобразователя сигнала.

I

I