Многоканальный преобразователь для измерения температуры

Многоканальный преобразователь для измерения температуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Соцмалистичесиик

Республик (t t> 951698 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 05. 11. 80 (21) 3003880/18-21 с присоединением заявки № (51}М. Кл.

Н 03 К 13/20

Гесударствеииый комитет (23) Приоритет (53) УДК 621 ° 36 (088. 8) по делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.08.82. Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 15.08.82 (72) Авторы изобретения

1 ° г с

ЬИБЛИ01Ж4

Л.Н.Латышев и В.A.×óäàåâ (71) Заявитель

Уфимский нефтяной институт (54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ДЛЯ ИЗНЕРЕНИ l ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к измери" тельной технике и автоматике и может найти применение для дистанционного измерения температуры, а также в тензометрии.

Известен преобразователь для тензорезисторов, содержащий источник питания, тензорезистивный датчик, масштабные усилители, коммутируоцие weменты, интегратор, блоки управления 1 11.

Однако при дистанционном измере". нии на результат преобразования указанного преобразователя значительное влияние оказывает сопротивление линий связи, соединяющих датчик с преобразователем.

Наиболее близким к предложенному по техническому решению является многоканальный преобразователь для о тензорезисторов, содержащий в каждом канале тензометрические полумосты, подключенные через трехпроводные линии связи к коммутатору каналов, ис" точник питания и делитель:напряжения, интегратор тока, компаратор P2).

Недостатком этого преобразователя является малая точность преобразования за счет влияния остаточных параметров коммутатора каналов и неполной компенсации сопротивления проводов линии связи.

В быстродействующих многоканальных преобразователях, как правило, применяют интегральные коммутаторы, остаточные сопротивления которых составляют 50:150 Ом, а так как ключи включены последовательно с сопротивлениями линии связи и малым входным сопротивлением интегратора, то вариации остаточных сопротивлений ключей известного преобразователя дают значительную погрешность преобразования.

Цель изобретения - повышение точности преобразования.

Данная цель достигается тем, что в многоканальном преобразователе для

9516 измерения температуры, содержащем

ri полумостов, каждый из которых включает в себя резистивный датчик и образцовый резистор, причем датчики выносятся на объект посредством трех 5 проводных линий связи, дифференциальный интегратор тока, выход которого через компаратор подсоединен к первому входу триггера, резистивный делитель, блок управления, три выхода которого соединены с соответствующими входами разрядного переключателя, триггера и коммутатора, и источник питания, источник питания выполнен в виде источника тока, при" чем первый выход источника тока через первый нормально замкнутый контакт разрядного переключателя соединен со средней точкой резистивного делителя, а второй выход источни" 20 ка тока через второй нормально замкнутый контакт разрядного переключателя и коммутатор соединен с датчиками, при этом первый нррмально разомкнутый контакт переключателя сое- 2З динен через коммутатор с первыми зажимами образцовых резисторов и через линии связи — с датчиками, а вторые зажимы образцовых резисторов подключены к второму нормально разомкну- зв тому контакту переключателя, причем полумосты соединены параллельно резистивному делителю и подключены к входам интегратора тока.

На чертеже представлена функциональная схема преобразователя.

Преобразователь содержит ъ полу— мостов, состоящих из и резистивных датчиков температуры 1.1-1.и и И образцовых резисторов 2.1-2.и, равных начальному значению сопротивления датчика. При этом на объект контроля выносятся только датчики 1.1- 1.vt, которые соединяются с преобразователем трехпроводными линиями связи 3.1-3.И

Кроме того, в преобразователь входят резистивный делитель Й, состоящий из постоянных резисторов R1, R2, равных между собой, коммутатор 5, дифференциальный интегратор тока б, обладающий малым входным сопротивлением, компаратор 7, триггер 8, разрядный переключатель 9, источник тока 10 и блок управления 11.

Преобразователь работает следую- 55 щим образом.

При опросе, например, первого датчика 1. 1 по сигналу с блока управле98 4 ния 11 на время Тд замыкается соответствующий ключ коммутатора 5, а переключатель 9 устанавливается в положение а. Тогда значение входного тока 3< интегратора с учетом сопротивления линий связи определяется выражением

6 Кх1 1 a0 (1) о1+ "х„+ 1 л) где ьй Х - приращение датчика, I- номинальное значение тока источника 10;

R0Ä - сопротивление образцового резистора, R - сопротивление линии связи.

По окончании времени Т ключ размыкается, переключатель 9 устанавливается в положение Ь. На вход интегратора 6 подается ток

1 О1 г. о (2) - os+ Rx „+ "л производящий раэряд емкости интегратора. Конечная функция преобразования определяется иэ равенства

То то+т

Iд„ДЕ- — I лам=0, 0 где С вЂ” емкость интегратора, Т - информативный интервал времени.

При достижении выходным напряжением интегратора нуля срабатывает компаратор 7 и подает сигнал на триггер 8, который формирует конец информативного интервала T.

С учетом (1 ) и (2 ) конечная функция преобразования имеет вид

Из данного выражения видно, что функция линейна, не зависит от сопротивления линий связи. В связи с этим сопротивления линий связи могут быть существенно увеличены (до

50-100 Ом) при условии равенства сопротивлений проводов в канале. Это позволяет увеличить дальность действия системы без внесения дополнительной погрешности. Ключевые weменты включены последовательно с большим выходным сопротивлением источника тока, поэтому на результат преобразования они не влияют.

Хотя полумосты включены параллельно друг дру гу, взаимодейст вия между ними не будет, так как они включены параллельно практически нулевому входному сопротивлению интегратора тока.

Таким образом, преобразователь для измерения температуры с помощью резистивных датчиков, расположенных на удаленных объектах, существенно повышает точность преобразования, расширяет динамический диапазон измерения.

Формула изобретения

Многоканальный преобразователь для измерения температуры, содержащий VI полумостов, каждый из которых включает в себя резистивный датчик и образцовый резистор, причем датчики выносятся на объект посредством трехпроводных линий связи, дифференциальный интегратор тока, выход которого через компаратор подсоединен к первому входу триггера, резистивный делитель, блок управления, три выхода которого соединены с соответствующими входами разрядного переключателя, триггера и

1698 6 коммутатора, и источник питанив, отличающийся тем, что, с целью повышения точности .преобразования, источник питания выполнен в виде источника тока, причем первый выход источника тока через первый нормально замкнутый контакт разрядного переключателя соединен со средней точкой резистивного делителя, а второй выход источника тока через второй нормальный замкнутый контакт переключателя и коммутатор соединен с датчиками, при этом пер" вый нормально разомкнутый контакт переключателя соединен через коммутатор с первыми зажимами:образцовых резисторов и через свои линии связи с датчиками, а вторые зажимы образцовых резисторов подключены к второ" му нормально разомкнутому контакту переключателя, причем полумосты соединены параллельно резистивному делителю и подключены к входам интегратора тока.

2$

Источники информации, принятые во внимание,при экспертизе

1. "Приборы и системы управления", 1976, l, с. -30-31.

2. Авторское свидетельство СССР зо и 603119 кл. Н 03"К 13/20, 1978.