Устройство для измерения показателя тепловой инерции термодатчиков

Устройство для измерения показателя тепловой инерции термодатчиков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскии

Соцнапистическми

Ресяубпии

onèñAÍÈÂ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()877364 (5! )М. Кл. G 01 К 13/00 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 18.02а80 (21} 2 14 у/18 10 с присоединением заявки М— Ъеударстиииый кемитет

СССР (23) Приоритет—. Опубликовано 30. 10. 81 ° Бюллетень 1тт 40

Дата опубликования описания 30. 10.81 ао делен изоеретеиий и открытий (53) УЮК S36. .532(088.8) Ф

).

Н. Г. Ковальчук, Е. С. Полищук и И.Д. Пыте ь (72) Авторы изобретения

1

Львовский ордена Ленина политехнический (71) Заявитель.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ

ТЕПЛОВОЙ ИНЕРЦИИ ТЕРМОДАТЧИКОВ

Изобретение относится к электроиз мерительной технике и может быть использовано в теплотехнических измерениях, например, при измерении показателя тепловой инерции (ПТИ) промышлен-. ных термодатчиков в лабораторных и за- > заводских условиях.

Известно устройство для измерения

ПТИ термодатчиков, использующее метод фиксации на кривой разгона термодатчика нескольких значений выходного напряжения в определенные моменты времени t и 12„а по разности t= t t q судят об измеряемом параметре 11. !

Недостаток известного устройстванизкая помехозащищенность, обуслов-.

Ъ ленная наличием дифференцирующих элементов, и невысокая точность изменения.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения

ПТИ термодатчиков, содержащее соединенные последовательно измерительный усилитель с переменным коэффициентом усиления, блок сравнения, другой вход которого соединен с источником опорного напряжения, триггер со счетным входом инверсный выход которого соединен

/ с управляющим входом ключа цепи обрат ной связи усилителя с изменяемым коэффициентом усиления, логический элемент И, один вход которого соединен с прямым выходом триггера со счетным входом, другой — с генератором счетных импульсов, а выход со входом счетчика импульсов, блок цифрового отсчета и блок управления (2 J.

Недостаток известного устройства недостаточная точность, обусловленная нестабильностью коэффициента усиления усилителя, а также генератора опорной частоты.

Цель: изобретения — повышение точности измерения показателя тепловой инерции термодатчиков.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство введены переключатель, блок деления, второй

877364 счетчик импульсов, второй логический элемент И, второй триггер и электрический аналог термодатчика, соединенный через переключатель со входом уси., лителя с изменяемым коэффициентом усиления и выходом блока управления, при этом блок деления включен между выходами счетчика импульсов и входами блока цифрового отсчета, а вход второго счетчика через второй логический элемент И соединен с прямыми выходами оббих триггеров и генера-.тбром счетных импульсов, причем инверсный выход второго триггера соединен с другим входом первого логического элемента И и блоком. управления, а прямой выход первого триггера соединен с входом второго триггера, На чертеже изображена блок- схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит соединенные. последовательно измерительный усилитель 1 с переменным коэффициентом усиления, блок 2 сравненйя, другой вход которого соединен с источником 3 опор- 25 ного напряжения, триггер 4 со счетным входом, инверсный выход которого соединен с управляющим входом ключа цепи обратной связи усилителя, логический элемент И 5 один вход которого соединен с прямым выходом первого триггера со счетным входом, а другой — с генератором 6 счетных импульсов, а выход посредством счетчика 7 импульсов — с блоком 8 цифрового отсчета, блок 9 управления, электрический аналог. термодатчика 10, соединенный через входной переключатель ll со входом усилителя с изменяемым коэффициентом усиления, а выход блока управ- 4О пения соединен с электрическим аналогом термодатчика и входным переключателем, а также блок 12 деления и второй счетчик 13, при этом блок деления включен в разрыв между выходами счет-,45 чиков и блоком цифрового отсчета, а вход второго счетчика посредством логического элемента И 14 соединен с прямыми выходами первого 4 и допол нительного 15 триггеров, а также с генератором счетных импульсов, инверс ный выход дополнительного триггера соединен с другим входом первого элемента И и блоком управления, а прямой выход первого триггера соединен с вхо55 дом второго триггера.

Устройство работает следующим обpasoM, 4

На вход 1 устройства поступает выходной сигнал термодатчика, показатель тепловой инерции 3 < которого необходимо измерить, Поскольку исследуемый термодатчик в момент измерения должен находится в регулярном тепловом режиме, выходное напряжение усилителя 1 изменяется по затухающей экспоненте

0 () = kUe к, где U - начальное значение экспоненциально-затухающего напряжения; к — коэффициент усиления усилителя 1 - показатель тепловой инерции контролируемого термодатчика

В исходном положении прямые выходы триггеров 4 и 15 находятся в нулевом состоянии, коэффициент усиления усилителя 1 минимальный и определяется соотношением резисторов цепи обратной связи.

Выходное напряжение усилителя 1 поступает на один из входов блока 2 сравнения, ко второму входу которого подключен источник 3, выходное напряжение которого Ео, причем E f3<0

В момент времени t, когда U(t )-=

EО, срабатывает сравнивающее устройство 3 и своим выходным сигналом переводит триггер 4 в единичное состояние. При этом увеличивается коэффициент усиления усилителя I и срабатывает логический элемент И 5, а импульсы с генератора счетных импульсов поступают на .счетчик 7 импульсов, При изменении коэффициента усиления усилителя выходное напряжение усилителя в этот момент времени измениться скачком от Ео до пЕО и продолжает изменяться по закону

0 (t) = nkE е Х где « °

k — - начальный коэффициент усиления усилителя;

K — максимальный коэффициент усиления усилителя.

В момент времени й, когда 0.„(t)=

Е, сравнивающее устройство сработает вторично и своим выходным сигналом переводит триггер 4 в нулевое состояние, а триггер 15 — в единичное, при этом коэффициент усиления усилителя становится минимальным, прекратится поступление импульсов в счетчик 7 импульсов, который за проме

8773

5 жуток времени gt = t "t, насчитает

4 6 количество импульсов > равное и = Г = 1,"„11 1T где Ф- - частота генератора счетных

1 импульсов. 5

Входной переключатель 11 переводится в положение ll на вход усилителя

1 поступает выходной сигнал с электрического аналога термодатчика.

Выходное напряжение усилителя 1 10 изменяется по закону затухающей экспоненты

uA(t) = ""о е где 0 - начальное значение экспоненциально-затухающего. напряже" 15 ния;

Со — постоянная времени электри-. ческого аналога термодатчи- ка, равная Го = Ро СО, и в момент времени рО

tg, когда Од(t) = Ед, срабатывает сравнивающее устройство 3 и своимвыходным сигналом переводит триггер

4 в единичное состояние. При этом увеличивается коэффициент усиления р5 усилителя 1 и срабатывает логический элемент И 14, а импульсы с генератора счетных импульсов поступят на счетчик 13 импульсов.

Над сигналом, поступающим с электрического аналога термодатчика, производятся те же операции, что и проводились с выходным напряжением термодатчика. В итоге счетчик 13 импульсов который за промежуток времени

gt = t -t насчитает количество

)/

2. 1 импульсов, равное н

1=а 1„=,Е Х,.

После выполнения в цифровом делительном устройстве операции деления N7 / Йг1 получим

11-1 Ы Х og g и ,1 bt

Из приведенного соотношения видно, что результат измерения инвариантен к значению частоты f коэффициентам

) Г усиления К и К, а также к опорному напряжению Ео сравнивающего устрой50 ства.

Повышение точности измерения ПТИ дает возможность строить оптимальные системы регулирования и защиты

64 6 объектов, как например, теплоэнергетические. Кроме того, повышение . точности измерения ПТИ позволяет вести работу этих объектов в более экономических режимах. формула изобретения устройство для измерения показателя тепловой инерции термодатчиков, содержащее соединенные последовательно измерительный усилитель с переменным коэффициентом, блок сравнения, другой вход которого соединен с источником опорного напряжения, триггер со счетным входом, инверсный выход которого соединен с управляющим входом ключа цепи обратной связи усилителя с изменяемым коэффициентом усиления, логический элемент И, один вход которого соединен с прямым выходом триггера со счетным входом, другой — с генератором счетных импульсов, а выход — со входом счетчика импульсов, блок цифрового отсчета и блок управления, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в-него введены переключатель, блок деления, второй счетчик импульсов второй логический элемент И, второй триггер и.электрический аналог термодатчика, соединенный через переключатель со входом усилителя с изменяемым коэффициентом усиления и выходом блока управления, при этом блок деления включен между выходами счетчика импульсов и входами блока цифрового отсчета, а вход второго счетчика через второй логический элемент И соединей с прямыми выходами обоих триггеров и с генератором счетных импульсов, причем инверсный выход второго триггера соединен с другим входом первого логического элемента И и блоком управления, а прямой выход первого триг гера соединен с выходом второго триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе !. Авторское свидетельство СССР

У 300783, кл. G 01 К 7/14, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 2565129/18-10, кл. G 01 К 15/00, 06.01.78 (прототип) 877364

Составитель Н. Горшкова

Редактор С. Куупенина Техред Вабинед Корректор M. Шароши

Заказ 9602765 Тираж 910 Подписное

ВЯИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 1 3035д Москвад Ж35 Ра шская наб э д 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4