Устройство для измерения показателятепловой инерции термодатчиков

Устройство для измерения показателятепловой инерции термодатчиков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (n)821963 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 040679 (21) 2775213/18-10 с присоединением заявки ¹â€” . (23) Приоритет (53)М. КлЗ

G 01 К 15/00

Государственный комитет

СССР ао делам изобретений и открытий

Опубликовано 150481,Бюллетень 89 14 (53) УДК 536.53 (088. 8) Дата опубликования описания 150481 (72) Авторы изобретения

A.Ï.Êðûøåâ и К.С.Семенистый. с» """ " -: -""Физико-механический институт AH Украинско (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ

ТЕПЛОВОЙ ИНЕРЦИИ ТЕРМОДАТЧИКОВ

Изобретение относится к теплотехническим измерениям и может быть использовано в лабораторных и заводских условиях при измерении показателя тепловой инерции (ПТИ) промышленных термодатчиков (термопары, термометры сопротивления и т.п.).

Известно устройство для измерения

ПТИ термодатчиков, использующее метод фиксации на кривой разгона в период регулярного теплового режима контролируемого термодатчика двух значений его выходного сигнала в определенные моменты времени. Искомое значение ПТИ термодатчика определяют по промежутку времени, заключенному между фиксированными моментами 11 .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство 20 для измерения ПТИ термодатчиков, содержащее источник нагрева термодатчика с блоком управления, интегратор с двумя управляемыми ключами, усилитель выходного сигнала термодатчика, соединенный с первыми входами двух схем сравнения и через ключ с входом интегратора, источник опорного напряжения, подключенный ко вторым входам схем сравнения, к вьцсодам 30 которых подключен первый триггер, и регистратор, соединенный с блоком управления 2 . Определение значения

ПТИ термодатчика осуществляется по временному промежутку, заключенному между двумя моментами времени, при которых выходной сигнал термодатчика принимает два заданных .значения Е( и Е2.

Недостатком данного устройства является его низкая помехозащищенность как от собственных шумов термодатчика, так и от помех, создаваемых внешними электромагнитными полями, что снижает точность измерения ПТИ.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости измерения.

Поставленная цель достигается тем, кто в устройство дополнительно введены корректирующее звено, включенное между выходом интегратора и . регистратором, второй триггер и временной демодулятор, включенный между первым триггером и управлякщим входом корректирующего звена, причем два информационных входа второго триггера соединены соответственно с выходом одной из схем сравнения и блоком управления, а выходы с управляющими входами ключей интегратора.

821963

На фиг.1 представлена блок-схема устройства, на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит источник нагрева термодатчика с блоком 1 управления, контролируемый термодатчик

2, делитель 3 источника 4 опорного напря>кения, усилитель 5, две схемы б и 7 сравнения, два триггера 8 и 9, временной демодулятор 10, интегратор

11 с двумя управляемыми ключами К и К>, корректирующее звено 12 с управляемой постоянной времени и регистратор 13.

Устройство работает следующим образом.

По сигналу с блока 1 управления контролируемый термодатчик 2 включается на кратковременный предварительный нагрев, на время которого блокируется регистратор 13. После пере- хода к режиму остывания термодатчи- 20 ка 2 блок 1 устанавливает триггер

8 в исходное нулевое состояние, при котором его выходное напряжение замыкает ключ К > и размыкает ключ К,> интегратора 11. Выходное напряжение интегратора 11 при этом устанавливается на нулевом уровне (фиг.2г).

При остывании термодатчика 2.его выходное напря>кение, усиленное усилителем 5, изменяется по закону фиг.2а 30 .Ь

U Я LI e i U ® где U H — начальное значение экспоненты;

ПТИ термодатчика; 3S и пЯ- напряжение помехи.

При помощи схем 6 и 7 сравнения фиксируются соответственно моменты времени 1 и tg, в которые выходное напряжение U 5(4) достигает некоторых 4ц опорных уровней U и 0 (0 > 0 }, которые задаются источником 4 ойорного напряжения и делителем 3. В момент времени tq срабатывает схема 7 сравнения и своим выходным сигналом переводит триггер 9 в единичное состояние, которое длится до момента времени (2, когда срабатывает схема б сравнения, возвращающая триггер 9 в нулевое состояние. Проме>куток времени И(>, в течение кото- 50 рого триггер 9 находится в..единичном состоянии, определяется зависимостью (фиг.261 (((>

Ilt<- -6« « . i2

"гunltz)

Промежуток времени 41 >временным демодулятором 10 преобразуется в напряжение, пропорциональное значению;

ПТИ термодатчика, которое управляет величиной постоянной времени коррек- 60 тирующего звена 12 °

Описанный тракт определения значения ПТИ термодатчика 2 служит для подстройки постоянной времени корректирующего звена 12 и поэтому к нему 65 не предъявляются требования высокой точности и помехоустойчивости.

Основной тракт измерения значения

ПТИ термодатчиков состоит из триггера 8, интегратора 11 и корректирующего звена 12. В момент времени 1 выходной сигнал схемы б сравнения переводит триггер 8 в единичное состояние (фиг.2в). Выходное напряжение триггера 8 размыкает ключ К и замыкает ключ К интегратора 11. Выходное (напряжение усилителя 5 через замкнутый ключ К4 поступает на вход интегратора 11. В результате, начиная с момента времени >, выходное напряжение интегратора изменяется по закону (фиг.2г}

Г

"«(t1= .„J(u,е +u,(ti)dt= и 0 . (4-е "j-u„„—

"и л

Н где (н = Й С вЂ” постоянная времени интегратора 11;

0 и — среднестатистическое напряжение помехи.

На практике во многих случаях помеха является стационарным случайным процессом с нулевым средним значением (U (-(= 0} . Таким образом, установившееся значение выходного напряжения интегратора, равное

9 с „U2

u =-(, 7 и н пропорционально измеряемому э начению

Выходное напряжение интегратора

11 изменяется по нарастающей экспоненте с постоянной времени (, . С целью быстрого получения установившегося значения 0 (",„, выходное напряжение интегратора 11 поступает на корректирующее звено 12, постоянная времени которого в первом приближении равна измеряемому знаA чению (, ПТИ. На выходе корректирующего звена 12 напряжение изменяется по закону

Ь

0 I%I 2 л (0(л„1 где (>(, - - коэффициент коррекции корректирующего звена

12 (фиг.2д}*

Поскольzy e cc h а т „ % (, выходное напряжение корректирующего звена

12 достигает установившегося значения, пропорционального измеряемому значению (, термодатчика 2, значил тельно быстрее, чем выходное напряжение интегратора 11. Поэтому в отношении быстродействия предлагаемое устройство не уступает известному.

В то же время за счет наличия в измерительном тракте интегратора 11 шумы и наводки, содержащиеся в выходном сигнале термодатчика 2, сглажи821963

Формула изобретения

6г йу у

Составитель В. Голубев

Редактор Л.Копецкая Техред A.Ñàâêà Корректор р.Билак

Заказ 1799/63 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", Г.ужгород, ул.Проектная, 4 ваются интегратором 11 и поэтому на результат измерения оказывают малое влияние.

Устройство для измерения показателя тепловой инерции термодатчиков, содержащее источник нагрева термодатчика с блоком управления, интегратор с двумя управляемыми ключами, усилитель выходного сигнала термодатчика, соединенный с первыми входами двух схем сравнения и через ключ с входом интегратора, источник опорного напряжения, подключенный ко вторым входам схем сравнения, к выходам которых подключен первый триггер, и регистратор, воединенный с блоком управления, о т л и ч а ю щ е е с я. тем, что, с целью повышения помехоустойчивости измерения, в него дополнительно введены корректирующее звено, включенное между выходом интегратора и регистратором, второй триггер и временной демодулятор, включенный между первым триггером и управляющим входом корректирующего звена, причем два информационных входа второго триггера соединены с выходом одной из схем сравнения и блоком управления, а выходы с уп-. равляющими входами ключей интегратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 525862, кл. G 01 К 15/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 624123, кл. G 01 К 15/00, 11.04.77 (прототип).