SU627349A1 - Цифровой измеритель температуры - Google Patents

Description

Изобретение касаетс  температурных измерений, а именно цифровых иэ мерительных приборов с коррекцией нелинейности датчика температуры. Известен цифровой измеритель тем пературы, содержащий термопару, включенную в измерительную цепь, состо щую из блока сравнени , генератора линейной развертки, цифровог индикатора, сумматора, квадратичного преобразовател . В этом устройст ве выходное напр жение сумматора, на входы которого подаетс  напр жение от термопары и квадратичного преобразовател , сравниваетс  с нап р жением генератора развёрткиtlj. Недостатком устройства  вл етс  невысока  точносгть измерени . Известен также цифровой измерител температуры, солержаодай датчик температуры , усилитель, источник опорного напр жени , сравнивающее устро ство, генератор тактовых импульсов, цифровой индикатор, дешифратор, дополнительное сравнивающее устройство , включенноэ между усилителем и генератором развертывающего напр же ни  параллельно основному сравниваю щему устройству 23. Недостатком устройства  вл етс  низка  точность измерени  сложность устройства. Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  цифровой измеритель температуры, работак дий по принципу двойного интегрировани , содержащий датчик температуры, усипитель , последовательно соединенные интегратор, нуль-орган, блок управлени , вентиль, счетчик импульсов, генератор счетные импульсов, соединенный с вентилем , ключевые устройства , выходы которых соединены со входом интегратора, а управл ющие входы - с блоком управлени5, блок эталонного напр жени , соединенный со входом одного из ключей з. В этом устройстве коррекци  нелинейности датчика температуры осуществл етс  путем подачи на вход интегратора во втором цикле линейно измен ющегос  напр жени . Однако такой цифровой измеритель температуры не обеспечивает высокой точности измерени , Целью изобретени   вл етс   повышение точности измерени .

Цель достигаетс  тем, что в устроЯство введен делитель напр жени , подключенный к выходу усилител , причем выходы делител  напр жени  соединены соответственно со входами ключевых устройств.

На чертеже представлена структурна  схем.устройства.

Цифровой измеритель температуры содержит датчик температуры - термопару 1, усилитель 2, ключевые устройства ,3-6-, интегратор 7, генератор 8 счетных импульсов, нуль-орган 9, блок 10 управлени , вентиль 11, счетчик 12 импульсов, делитель 13 напр жени , блок 14 эталонного напр жени .

Устройство работает следующим образом .

I Коррекци  нелинейности термопары в цифровом измерителе температуры осуиествл етс  формированием выходного сигнала вида

.jE 4K,,

(),

где Е - сигнал термопары; К., К, Kj, К - посто нные коэффициенты. При соответствующем выборе коэффициентов К, К, Kj выходной сигнал с достаточной степенью точности линейно св зан с температурой t.

Коэффициенты К, К,, Kg определ ютс  следующим образом.

По градуировочной таблице дл  соответствующей термопары выбираютс  три точки t,,j,E,j;tj,Ej.дл  которых составл етс  система из трех уравнений вида (1). Реша  полученную систему, определ ют значени  коэффициентов К, Kjj, KJ.

В начальный момент времени блок 10 управлени  открывает ключ 3, усиленное напр жение термопары Е , где К коэффициент, Е - термо-ЭДС термопары, поступает на вход интегратора 7. .

В момент сравнени  выходного напр жени  интегратора с напр жением Ug выходной импульс нуль-органа поступает в блок 10 управлени , который , в свою очередь, открывает вентиль 11 и импульсы с генератора 8 импульсов через вентиль 11 поступают на счетчик 12. Интегрирование напр жени  производитс  в течение фиксированного промежутка времени. Конец этого интервала фиксируетс  счетчиком 12, подающим импульс переполнени  на блок 10 управлени .

При по влении импульса переполнени  блок 10 управлени  закрывает ключ 3 и открывает ключ 6, при этом на Bxojr интегратора 7 из блока эталонно ,, напр жени  подаетс  напр жение Ug, имеющее пол рность обратную пол рности и После переключени  ключей импульсы с генератора 8 продолжают поступать на счетчик 12.

Когда напр жение на выходе интегратора 7 уменьшитс  до значени  UQ, блок 10 управлени  закрывает ключ 6, вентиль 11 и открывает ключ 4. При этом в счетчике 12 будет набрано число импульсов, равное

N,. (2)

эт где И - число разр дов в счетчике.

Поскольку блок 10 управлени  открыл ключ 4, на вход интегратора 7 подаетс  напр жение U г / после сравнени  напр жени  с выхода интегратора 7 с напр жением Ооснова открываетс  вентиль 11, иг шульсы с генератора В поступают на счетчик 12 и добавл ютс  к уже набранному числу N импульсов.

в мсмент переполнени  счетчика 12 импульс переполнени  поступает на блок 10 управлени , который закрывае ключ 4 и открывает ключ б.

При этом на вход интегратора 7 подаетс  напр жение (J, имеющее обратную пол рность. В момент, когда напр жение на выходе интегратора 7 уменьшитс  до значени  Uc , импульс с нуль-органа поступает на блок 10 управлени , который закрывает ключ 6, вентиль 11 и открывает ключ 5.

При этом в счетчике 12 будет набрно число импульсов, равное

N - Д

(. Z

и

эт

Далее, в результате Преобразовани  напр жени  Uji К J Е , подаваемого через ключ 5, в счетчике 12 будет

N , равное

набрано число импульсов N(,),

(4)

и

эт

что с учетом выражений (2) и ( 3)

дает

U.UjU,

и, и,

п

С5)

эт

эт

или

(6)

Коэффициенты делител  напр жени 

к , к . Кг определ ютс  выражени ми у.

К.

к -и к.

9Т Г

к - --i- к U

СТ

5 2 1 ЭТ

Цифровой измеритель температуры отличаетс  простотой, надежностью. Благодар  высокой степени приближени  к линейной зависимости точность устройства оказываетс  весьма высокой . Точность измерени  температуры может быть увеличена, если использовать дл  линеаризации уравнение высокого пор дка и, соответствен5

ключевых

число

Claims (3)

1.Авторское свидетельство СССР 488092, кл. GOl К 7/02, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР 10 523304, кл. G01 К 7/02, 1974.

3.Семенов В.Ф. Цифровой термометр с линейной шкалой. Труды МЭИ, вып. 254, М., 1975.