Многоканальное устройство для измерения температуры

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при построении многоканальных систем для намерения температуры или напряжения. Цель изобретения - повышение точности измерения и помехоустойчивости. Устройство содержит п резистивных датчиков 1.1 - l.n температуры, каждый из которых имеет четыре вывода 2.1.1-2.4.п,эталонный резистор 3, мультиплексор 4, аналого-цифровой преобразователь 5, источник 6 опорного напряжения , преобразователи 7 и 8 напряжение - ток, инвертор 9, демультиплексоры 10 и 11, блок 12 управления, масштабирующий усилитель 13 (МУ). Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяют при измерении температуры производить коррекцию влияния дрейфа нуля МУ 13 и ухода параметров аналого-цифрового преобразователя 5 и исключить влияние сопротивления линий связи 2.4.1-2.4.П, 2.2.1-2,2.л и 2.3.1i 2.3.П из-за высокого входного сопротивления МУ 13. 1 ил. (Л tc 05 Oi 4 СО 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (504 G 01 716

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Г, 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:"

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ !

I !.

1.п (21) 3836835/24-10 (22) 07.01.85 (46) 23.10.86. Бюл. № 39 (72) Г. Г. Филонец, В. П. Чертов, Н. А. Хлобыстов и В. И. Бачурский (53) 536.53 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 447642, кл. G 01 К 7/16, 1972.

Авторское свидетельство СССР № 864025, кл. G 01 К 7/16, 1979. (54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЛСТВО

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при построении многоканальных систем для измерения температуры или напряжения. Цель изобретения — повышение точности измерения и помехоустойчивости. Устройство со„„SU „„1265494 1 держит и резистивных датчиков 1.1 — 1.п температуры, каждый из которых имеет четыре вывода 2.!.1 — 2.4.п,эталонный резистор 3, мультиплексор 4, аналого-цифровой преобразователь 5, источник 6 опорного напряжения, преобразователи 7 и 8 напряже.ние — ток, инвертор 9, демультиплексоры 10 и 11, блок 12 управления, масштабирующий усилитель 13 (МУ). Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяют при измерении температуры производить коррекцию влияния дрейфа нуля МУ 13 и ухода параметров аналого-цифрового преобразователя 5 и исключить влияние сопротивления линий связи 2.4.1 — 2.4.п, 2.2.1 — 2.2.п и 2.3. !в

2.3.п из-за высокого входного сопротивле- Я ния МУ 13. 1 ил.

1265494

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам измерения температуры, и может быть использовано при построении многоканальных систем для измерения температуры или напряжения.

Цель изобретения — повышение точности измерения и помехоустойчивости при сохранении заданного быстродействия.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Многоканальное устройство для измерения температуры содержит и резистивных датчиков 1.1 — 1.п температуры, каждый из которых имеет четыре вывода 2.1.1- — -2.4.п, соединяющих датчики 1.1 — 1.п с элементами схемы, эталонный резистор 3, мультиплексор

4, аналого-цифровой преобразователь (АЦП)

5, источник 6 опорного напряжения, первый

7 и второй 8 преобразователи напряжение— ток, инвертор 9, первый 10 и второй 11 демультиплексоры, блок 12 управления, масштабирующий усилитель 13, блок управления що связан с цифровым индикатором (не показан) .

Устройство работает следующим образом.

При опросе, например, первого датчика

1.1 по сигналу с блока 12 управления открываются соответствующие каналы мультиплек- 2 сора 4 и демультиплексоров 10 и 11. При этом от первого преобразователя 7 напряжение— ток через первый вывод 2.1.1 резистивный датчик 1.1, имеющий сопротивление R„, и четвертый вывод 2.4.1 протекает ток

I,= — V, k= const, где V, — величина опорного напряжения;

k — коэффициент преобразования напряжение — ток.

Через четвертый 2.4.1 и третий 2.3.1 выво35 ды протекает компенсационный ток I», равный 1, по величине, но встречно ему направленный инвертором 9. В результате на вход АЦП 5 через масштабирующий усилитель 13 подается измеряемое напряжение 4о

V„= (0 k Rx= К13.4.1 (1о I») гл2 = KVoRy где m — коэффициент усиления масштабирующего усилителя;

К вЂ” коэффициент преобразования.

Из полученного выражения следует, что при равенстве токов I,= 1» погрешность измерения температуры (напряжения), обусловленная влиянием изменения сопротивления линии связи, устраняется. При этом на выходе 14 АЦП 5 формируется код температуры 1 V„N1q УоКК» N1T

»= — к — х 1Т, ч где Хгт — код первого такта интегрирования.

Из полученного выражения видно, что код температуры линейно зависит от сопротивления датчика и не зависит от величины опорного напряжения Ч,. Величина коэффициента преобразования К может корректироваться изменением коэффициента усиления m масштабирующего усилителя 13 с второго выхода 14 блока 12 управления. Величина N1- может корректироваться с третьего выхода 15 блока 12 управления.

В исходном состоянии преобразователя по командам блока 12 управления вход масштабирующего усилителя 13 подключается к корпусу преобразователя через п+ 2 вход мультиплексора 4. При этом на вход АЦП

5 подается напряжение дрейфа масштабирующего усилителя 13 и специальный конденсатор накопления запоминает напряжение,которое имеет место на выходе компаратора АЦП 5. Далее это напряжение используется как условный «нуль», относительно которого происходит интегрирование входного и опорного сигналов.

Для коррекции коэффициента преобразования преобразователя по команде с блока 12 управления на вход АЦП 5 вместо датчиков подключается эталонное сопротивление 3 в качестве калибровочной меры. При этом код образцовой уставки Nyct.= RpNltK поступает на вход 16 блока 12 управления для последующей корректировки результатов измерения. Таким образом, при измерении температуры в предлагаемом многоканальном преобразователе постоянно корректируются влияния дрейфа нуля масштабирующего усилителя и ухода параметров АЦП практически исключается влияние сопротивления четвертой (корпусной) линии 2.4.1—

2.4.п связи; влияние сопротивления вторых

2.2.1 — 2.2.п и третьих 2.3.1 — 2.3.п линий связи также несущественно, из-за высокого входного сопротивления масштабирующего усилителя. Подключение вынесенных на значительные расстояния резистивных датчиков к преобразователю по четырехпроводной схеме существенно уменьшает влияние электромагнитных наводок, поэтому предлагаемое многоканальное устройство для измерения температуры обеспечивает более высокую точность измерения по сравнению с известным устройством.

Формула изобретения

Многоканальное устройство для измерения температуры, содержащее резистивные датчики, источник напряжения, эталонный резистор, один вывод которого соединен с общей шиной, блок управления, мультиплексор, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока управления, два демультиплексора и аналого-цифровой преобразователь, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и помехоустойчивости при сохранении заданного быстродействия, в него введены два преобразователя напряжение— ток, инвертор, масштабирую1ций усилитель, причем источник напряжения соединен с вхо1265494

Составитель Е. Зыков

Техред И. Верес Корректор Л. Пилипенко

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

1 l 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор И. Шулла

Заказ 5649/33 дом первого преобразователя напряжение— ток, выход которого подключен к входу первого демультиплексора, к выходам которого подключены первые токовые выводы резистивных датчиков, измерительные выводы которых соединены соответственно с входами мультиплексора, первый дополнительный вход которого подключен к выходу первого демультиплексора и к выводу эталонного резистора, при этом резистивные датчики через потенциальные выводы соединены с входами второго демультиплексора, а через вторые токовые выводы — с общей шиной и с вторым дополнительным входом мультиплексора, выход которого через масштабирующий усилитель соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, к опорному входу которого подключен источник напряжения, соединенный через инвертор и вто3 рой преобразователь напряжение — ток с выходом второго демультиплексора, управляющий вход которого, а также управляющий вход первого демультиплексора соединены с первым выходом блока управления, второй выход которого подключен к

10 управляющему входу масштабирующего усилителя, а третий — к корректирующему входу аналого-цифрового преобразователя, выходная шина которого подключена к входу блока управления.