Цифровой измеритель температуры

 

Изобретение относится к технике температурных измерений и позволяет повысить точность измерения путем уменьшения ошибки измерения, вызванной изменением индуктивностей обмоток трансформатора, и упростить устройство путем уменьшения числа резисторов в измерительном мосту. Подключение второго вьшода третьего резистора 8 к первому выводу первой обмотки трансформатора 3, второго вывода термопреобразователя 1 сопротивления к входу фазочувствитеЛьного нульоргана 6, а второй обмотки трансформатора 3 к выходу генератора 9 позволяет получить на выходе преобразователя 7 код-напряжение код, определяемый отношением числа витков трансформатора . На выходе фазочувствительного нуль-органа формируется сигнал, пропорциональный отклонению падения напряжения на термопреобразователе 1 сопротивления от падения напряжения на резисторе 4. Преобразователь 7 код-напряжение создает напряжение компенсации, пропорциональное измеряемой температуре, которое поступает через резистор 8 на резистор 4 и уравновешивает измерительный мост 2. 2 ил. Q S сл to оо о оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

iso 4 С 01 К 7/24

Г,„»

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

l1o делАм изОБРетений и ОтнРытий

К АВТОРСКОМ Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3902472/24-10 (22) 29.05.85 (46) 30. 12.86.Бюл. ¹ 48 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Морского гидрофизического института АН УССР (72) В.В.Воскресенский (53) 536 ° 531(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 619809, кл. G 01 К 7/16, 1976.

Руководство по гидрологическим работам в океанах и морях. Л.:

Гидрометеоиздат, 1977, с. 567-569. (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к технике температурных измерений и позволяет повысить точность измерения путем уменьшения ошибки измерения, вызванной изменением индуктивностей обмоток трансформатора, и упростить устройство путем уменьшения числа резисторов в измерительном мосту. Подклю„„SU„„1280340 А 1 чение второго вывода третьего резистора 8 к первому выводу первой обмотки трансформатора 3, второго вывода термопреобразователя 1 сопротивления к входу фазочувствительного нульоргана 6, а второй обмотки трансформатора 3 к выходу генератора 9 позволяет получить на выходе преобразователя 7 код-напряжение код, определяемый отношением числа витков трансформатора. На выходе фазочувствительного нуль-органа формируется сигнал, пропорциональный отклонению падения напряжения на термопреобразователе 1 сопротивления от падения напряжения на резисторе 4. Преобразователь 7 код-напряжение создает напря- жение компенсации, пропорциональное измеряемой температуре, которое поступает через резистор 8 на резистор 4 и уравновешивает измерительный мост 2. 2 ил.

1280340

Изобретение относится к технике температурных измерений, а именно к цифровым измерителям температуры и может найти применение н океанографической измерительной аппаратуре, Целью изобретения является повышение точности измерения путем уменьшения ошибки измерения, вызванной изменением индуктивностей обмоток трансформатора, и упрощение измерителя путем уменьшения числа резисторов измерительного моста.

На фиг.1 приведена структурная схема цифрового измерителя температуры, на фиг.2 — структурная схема

15 преобразователя код-напряжение.

Измеритель температуры содержит термопреобразователь сопротивления 1, подключенный трехпроводной линией связи к измерительному мосту 2, содержащему трансформатор 3, первый и второй резисторы 4 и 5, фазочувствительный нуль-орган 6, преобразователь 7 код-напряжение, третий резистор 8 и генератор 9.

Измерительный мост 2 предназначен для преобразования приращений электрического сопротивления термопреобразователя 1 в напряжение, поданае30 мое на второй вход нуль-органа.

Фазочувстнительный нуль-орган 6 предназначен для управления преобразователем 7 код-напряжение и может быть выполнен в виде последовательно соединенных предварительного уси- 35 лителя, полосового фильтра и фазочувствительного детектора, предназначенного для выделения активной сос— тавляющей выходного напряжения измерительного моста.

Преобразователь 7 код-напряжение предназначен для формирования выходного кода N, зависящего от измеряемой температуры и пропорционального 45 коду напряжения компенсации, подаваемого в измерительный мост через третий резистор 8.

Преобразователь 7 код-напряжение (фиг.2) содержит пороговые элементы 10 и 11, элемент ИЛИ 12, генератор импульсов 13, ключ 14, триггер знака 15, ренерсинный счетчик 16 и управляемый делитель напряжения 17.

Генератор 9 предназначен для питания измерительного моста 2 и преобразователя 7 код-напряжение синусоидальным напряжением и для формирования опорного напряжения, поданае— мого на первый вход фазочувстнительного нуль-органа 6, синфазного с выходным напряжением измерительного моста 2, подаваемым на второй вход фазочувствительного нуль-органа 6.

Устройство работает следующим образом.

В установившемся режиме, т.е. при некотором фиксированном значении измеряемой температуры, измерительный мост 2 уравновешен по активной составляющей, а значение выходного кода измерителя постоянно и соответствует данной температуре. Если измеряемая температура изменилась, например возросла, то сопротивление термопреобразователя 1 возрастает, что приводит к появлению активной составляющей напряжения на выходе измерительного моста 2 и на втором входе нуль-органа 6, синфазного с опорным напряжением, подаваемым с второго выхода генератора 9 на первый вход нуль-органа 6. При этом на выходе нуль-органа 6 формируется положительное напряжение, поступающее о на вход преобразователя 7 код-напряжение. Это напряжение при превышении порога срабатывания порогового элемента 10, имеющего положительный порог срабатывания, переводит

его из состояния "0" н состояние > 1"

При этом триггер 15 устанавливается н состояние "1" и выдает сигнал в реверсивный счетчик 16 на сложение импульсов, поступающих от генератора импульсов 13 с тактовой частотой f (меньшей, чем частота напряжения питания измерительного моста 2) через ключ 14, который открыт сигналом "1", поступающим на его управляющий вход с выхода порогового элемента 10 через элемент KIH 12. Поступающие на вход реверсивного счетчика 16 импульсы увеличивают значение erd выходного кода N и коэффициент деления управляемого делителя напряжения 17, выходное напряжение которого пропорционально коду N и подается через резистор 8 в измерительный мост 2, активная составляющая выходного напряжения которого уменьшается с увеличением кода И и выходного напряжения делителя напряжения 17, т.е. осуществляется автоматическое уранновешинание моста 2 по активной составляющей, Процесс уравновешивания протекает до тех

1280340 пор, пока постоянное положительное напряжение на выходе нуль-органа 6 не станет меньше порога срабатывания порогового элемента 10, что вызовет переход порогового элемента 10 из состояния "1" в состояние

"0", Ключ 14 при этом закрывается и прекращается поступление тактовых импульсов в реверсивный счет— чик 16. Новое установившееся значе- 10 ние кода N при этом соответствует новому возросшему значению измеряемой температуры. Если измеряемая температура уменьшается, то уменьшается сопротивление термопреобразователя 1, что приводит к появлению активной составляющей напряжения на выходе моста 2 и на втором входе о нуль-органа 6, сдвинутого на 180 относительно опорного напряжения. При 20 этом на выходе нуль-органа 6 формируется отрицательное напряжение постоянного тока, которое при превьппении порога срабатывания порогового элемента 11, имеющего отрицательный порог срабатывания, переводит его из состояния "0" в состояние "1", обеспечивая тем самым установку триггера

15 в состояние "0", который выдает сигнал в реверсивный счетчик 16 на З0 вычитание тактовых импульсов, и перевод ключа 14 в открытое состояние.

Поступающие на вход реверсивного счетчика импульсы в этом случае уменьшают значение его выходного кода И 35 и коэффициент деления управляемого делителя напряжения 17, выходное напряжение которого уменьшается с увеличением числа поступающих импульсов, вызывая уменьшение активной составля-40 ющей напряжения на втором входе нуль органа 6 и уменьшение постоянного отрицательного напряжения на управляющем входе преобразователя 7 код-напряжение. Процесс уравновешивания 45 протекает до тех пор, пока отрицательное напряжение на выходе нуль.органа 6 не станет меньше (по абсолютному значению) порога срабатывания порогового элемента 11, что вызовет 50 его переход из состояния "1" в состояние "0". Ключ 14 при этом закрывается и прекращается поступление тактовых импульсов реверсивный счетчик. Новое установившееся значение кода N при этом соответствует новому уменьшившемуся значению измеряемой температуры.

Компенсация начального сопротивления термопреобразователя обеспечивается путем выбора определенных значений сопротивлений резисторов и отношения витков обмоток трансформатора.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Цифровой измеритель температуры, содержащий термопреобразователь сопротивления, измерительный мост, состоящий из резисторов и трансформаторов, первый вывод первой обмотки которого соединен через первый резистор с общей шиной измерителя, а второй вывод через первый провод трехпроводной линии связи соединен с первым выводом термопреобразователя сопротивления, второй вывод которого через второй провод линии связи и второй резистор подключен к первому выходу генератора, соединенному с питающим входом преобразователя коднапряжение, выход которого подключен к первому выводу третьего резистора, а управляющий вход соединен с выходом фазочувствительного нуль-органа, первый вход которого подключен к второму выходу Генератора, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повьппения точности измерения путем уменьшения ошибки измерения, вызванной изменением индуктивностей обмоток трансформатора и упрощения измерителя путем уменьшения числа резисторов измерительного моста, первый и второй выводы второй обмотки трансформатора соединены соответственно с первым выводом генератора и общей шиной измерителя, второй вывод третьего резистора подключен к первому выводу первой обмотки трансформатора, а второй вход фазочувствительного нуль-органа подключен через третий провод линии связи к второму выводу термопреобразователя сопротивления.

Составитель В.Куликов

Редактор Т.Парфенова Техред И.Попович Корректор М.Демчик

Заказ 7048/40 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4