Устройство для бездемонтажной поверки термоэлектрических преобразователей

 

Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить точность бездемонтажной поверки термоэлектрических преобразователей (ТЭП). ПОВЕРЯЕМЫЙ 1 И ОБРАЗЦОВЫЙ 3 ТЭП включены последовательно-согласно. Блок 11 логической обработки формирует тестовые сигналы и обрабатывает результаты поверки. Через спаи ТЭП проходит импульс тока от источника 5 тока, что вызывает разогрев спаев. По окончании импульса тока измеряется термоЭДС образцового и поверяемого ТЭП, и определяется погрешность поверяемого ТЭП. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 К 15/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4432506/24-10 (22) 16.03.88 (46) 07,08.90, Бюл, М 29 (71) Ленинградский кораблестроительный институт (72) Г.П.Корешев и А.И.Усков (53) 536.53 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1191757, кл, G 01 К 15/00, 1986.

Авторское свидетельство СССР

М 1173206, кл. G 01 К 15/00, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕЗДЕМОНТАЖНОЙ ПОВЕРКИ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

„„Я „„1583761 А1 (57) Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить точность бездемонтажной поверки термоэлектрических преобразователейей (ТЭ П). Поверяемый 1 и образцовый 3 ТЭП включены последовательно-согласно, Блок 11 логической обработки формирует тестовые сигналы и обрабатывает результаты поверки. Через спаи ТЭП проходит импульс тока от источника 5 тока, что вызывает разогрев спаев.

По окончании импульса тока измеряется термоЭДС образцового и поверяемого ТЭП, и определяется погрешность поверяемого, 1 -ТЭП. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1583761

40

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к области температурных измерений, и предназначено для бездемонта>кнай поверки технических термоэлектрических термометров (ТЭТ) в условиях нормальной эксплуатации тех обьектов, в которых они установлены.

Целью изобретения является повышение точности бездемонта>кной поверки термоэлектрических преобразователей.

Изобретение позволяет повысить точность поверки за счет того, что в рабочих спаях поверяемого и образцового термометров тестовые токи текут в одинаковых направлениях (от положительного термоэлектрода к отрицательному или наоборот)— эта приводит к выделению в обоих одинаковых llo знаку теплот Пельтье.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 — блок логической обработки.

Устройство содержит поверяемый ТЭТ

1, разблещенный непосредствен lo на обьекте? измеренлй, образцовыл (контрольный)

ТЭТ 3, размещенный в регулируемом задатчике 4 температуры, источник 5 тестового тока, ключ 6, удлинлтельные термоэлектрады 7 и 8, резисторы 9 и IO, блок 11 логической обработки, усилитель 12, первый аналого-цифровой преобразователь 13 (АЦП), первый логический элемент ИЛИ 14, электронный цифровой переключатель 15 (ЗЦП), триггер 16, первый логический элемент И 17, генератор 18 управляющих импульсов, второй логический элемент ИЛИ

19, первый цифровой компаратор 20, резистор 21, эадатчик 22 длител ьности тестового импульса, первый дифференциатор 23, второй АЦП 24, формирователь 25 сигнала допуска, первый элемент 26 задержки, второй дифференциатор 27, моновибратор 28, второй логический элемент И 29, третий логический элемент И 30, второй цифровой компаратор 31, третий логический элемент

ИЛИ 32, электрооптические индикаторы ЗЗ и 34, четвертый логический элемент ИЛИ 35, третлй дифференциатар 36, второй элемент

37 задержки, третий элемент 38 задержки, пусковс,й элемент 39.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии поверяемый ТЭ

1 имеет темперачуру ооьекта измерения, Образцовый ТЭТ 3 помещен в регулируемый задатчик 4 температуры и имеет температуру, равную температуре окружающего воздуха. Ключ 6 находится в разомкнутом состоянии. В пусковом устройстве первый выход замкнут накоротко. Генератор 18 вырабатывает периодические импульсы. Электрооптические индикаторы 33 и 34 не горят.

Регулировку источника 5 тестового тока, генератора 18 управляющих импульсов, задатчика 22 длительности тестового импульса, дифференциаторов 23, 27 и 36, формирователя 25 сигнала допуска, блоков 26, 37 и 38 задержки и моновибратора 28 выполняют перед первым использованием поверочного устройства, балансировку нуля усилителя 12 выполняют перед каждым использованиемм поверочного устройства.

На первый вход пускового элемента 39 подается сигнал "Пуск". По этому сигналу первый выход пускового элемента 39 разблокируется и разностный сигнал ЛЕтест (между термоЗДС образцового ТЭТ 3 и половиной термоЗДС термобатареи), подведенный к второму вхоКу пускового устройства, поступает к входу усилителя 12, а с его выхода — на второй (счетный) вход

АЦП 13.

На втором выходе пускового элемента

39 появляется короткий сигнал "Лог, 1", который сначала через логический элемент

ИЛИ 14 поступает на первый (управляющий) вход ЭЦП 15, устанавливая последний в положение коммутации второго (сигнальнаго) входа с первым выходом, затем поступает на первый (установачный) вход триггера 16 и устанавливает на его "прямом" выходе сигнал "Лог, 1", который поступает на второй вход логического элемента И 17.

I первому входу логического элемента

И 17 непрерывно подводятся управляющие импульсы or генератора 18. При появлении на втором входе элемента.И 17 сигнала

"Лаг. 1", Hà ега выходе появляются сигналы

"Лог, 1" с частотой и периодом выходных сигналов генератора 18, Эти импульсы поступают на первый вход логического элемента ИЛИ 19 и с его выхода — на первый (управля ащий) вход АЦП 13, вследствие чего последний начинает функционировать, Выходной цифровой сигнал АЦП 13, í:— сущий информацию о текущем значении разностного сигнала (Л Етест) через ЗЦП 15, поступает к второму входу (В) первого цифрового компаратора 20, первый вход которого (А) постоянно обнулен,:

Цифровой компаратор 20 начинает сравнение входных сигналов с момента начала функционирования АЦП 13, что обеспечивается подачей стробирующих импульсов на третий вход компаратора только после их появления на выходе элемента И 17, В общем случае в момент поступления на пусковой элемент 39 сигнала "Пуск" температуры поверяемого ТЗТ 1 и образцового

1583761

ТЭТ 3 различны, поэтому разностный сигнал Л Erecrl О. Вследствие этого на втором выходе цифрового компаратора 20 появится сигнал "Лог. 1", который поступает на вход регулируемого задатчика 4 температуры и включает его в действие, при этом температура образцового ТЭТ 3 начинает приближаться к температуре поверяемого ТЭТ 1, вследствие чего разностный сигнал начинает уменьшаться.

В некоторый момент времени термоЭДС образцового ТЭТ 3 и поверяемого ТЗТ

1 сравняется, а разностный сигнал станет равным нулю, В этот момент времени на первом выходе (А = В) цифрового компаратора 20 появится сигнал "Лог. 1"; который сначала поступает на второй вход элемента

ИЛИ 14, через него на первый (управляющий) вход ЭЦП 15 и устанавливает ЭЦП 15 в положение коммутации второго (сигнального) входа с вторым выходом, затем поступает на вход задатчика 22 длительности тестового импульса.

На втором выходе (А В) цифрового компаратора 20 прекратится сигнал

"Лог. 1", вследствие чего прекратится функционирование регулируемого задатчика

4 температуры и его температура начнет возвращаться к исходному значению.

Задатчик 22 длительности тестового импульса запускается передним фронтом входного сигнала и начинает вырабатывать выходной сигнал "Лог. 1" длительностью r.

Этот сигнал поступает на второй (счетный) вход триггера 16 и.своим передним фронтом опрокидывает триггер, вследствие чего на прямом выходе триггера пропадает сигнал

"Лог, I" и появляется сигнал "Лог. О", при поступлении сигнала "Лог. О" на второй вход. элемента И 17 на его выходе прекращаются управляющие импульсы, вследствие чего АЦП 13 и цифровой компаратор

20 прекращают функционирование, при этом на обоих выходах компаратора 20 будет сигнал "Лог. О". Кроме того, сигнал поступает на вход первого дифференциатора

23, который вырабатывает импульсный сигнал "Лог. 1" в момент времени, соответствующий переднему фронту выходного сигнала, выработанный импульс поступает на первый (управляющий вход АЦП 24 и однократно запускает его, вследствие чего на выходе АЦП 24 появляется цифровой код, несущий информацию о значении термоЭДС образцового ТЭТ 3 в момент времени перед пропусканием тестового импульса тока через термобатарею..Выходной сигнал АЦП 24 поступает на вход фор-. мирователя 25 сигнала допуска, который

40

45 третьем выходе будет "Лог. 1", на остальных

55

И29и ИЗО, 20

35 перерабатывает входную информацию по заданной программе и вырабатывает в цифровом виде сигнал допуска I + Л Ед I, поступающий на второй вход (В) цифрового компаратора 31. Сигнал "Лог. 1" поступает на вход первого элемента 26 задержки, Выходной сигнал элемента 26 задержки поступает на вход ключа 6 и переводит его в замкнутое состояние на время xg, при этом от источника 5 электрической энергии через рабочие спаи поверяемого ТЭТ 1 и образцового ТЭТ 3 течет в одну и ту же сторону тестовый ток, нагревающий спаи, в также поступает на вход второго дифференциатора 27, В момент окончания выходного сигнала элемента 26 задержки ключ 6 возвращается в нормально-разомкнутое состояние и тестовый ток через термобатарею прекращается.

Дифференциатор 27 вырабатывает импульсный сигнал "Лог. 1", который сначала через элемент ИЛИ 19 поступает на первый (управляющий) вход АЦП 13 и однократно запускает его, вследствие чего на выходе

АЦП 13 появляется цифровой код, несущий информацию о значении разностного сигнала в момент времени сразу после окончания тестового импульса тока. Выходной сигнал

АЦП 13 в цифровом виде через ЭЦП 15 поступает на первый вход (А) цифрового компаратора 31, затем через третий элемент . задержки поступает на третий (стробирующий) вход цифрового компаратора 31 и потом запускает моновибратор 28.

При поступлении стробирующего импульса на третий вход цифрового компараторэ 31 последний сравнивает входные сигналы на выходах А.и В. Если А< В, нв первом выходе компаратора будет "Лог. 1", на остальных выходах — "Лог. О". Если А В, на втором выходе будет "Лог. 1", на остальных выходах — "Лог. О". Если А> В, то на выходах — "Лог. О", Положительному результату поверки соответствуют случаи А < В и А = В, поэтому первый и второй выходы цифрового компаратора 31 связаны соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ 32, выход которого связан с вторым входом элемента

И 29. Отрицательному результату поверки соответствует случай А> В, поэтому третий выход цифрового.компаратора 31 связан с вторым входом элемента И 30.

После запуска моновибратор 28 вырабатывает в течение 5 с сигнал "Лог. 1", который поступает на первые входы элементов

1583761

При положительном результате поверки на обоих входах элемента И 29 будет "

Лог.1", а на входах элемента И 30-"Лог 1" и

"Лог. 0". Поэтому сигнал "Лог. 1" будет только на элементе И 29, вследствие чего электрооптический индикатор ЗЗ будет высвечивать в течение 5 с зеленый сигнал

"Годен", а электрооптический индикатор 34 гореть не будет. Наоборот, при отрицательном результате поверки на обоих входах элемента И 30 будут "Лог. 1", а на входах элемента И 29 — "Лог. 1" и "Лог, 0", вследствие чего электрооптический индикатор 34 будет высвечивать в течение 5 с красный сигнал "Не годен", а электрооптический индикатор ЗЗ гореть не будет.

Сигнал "Лог; 1" (длительность 5 с) с выходов элементов И 29 или 30 через элемент ИЛИ 35 поступает на вход третьего дифференциатора 36. В .момент окончания этого сигнала дифференциатор 36 вырабатывает импульсный сигнал "Лаг, 1" (сигнал "Остановка" ), который поступает на третий вход пускового элемента 39 и переводит его в режим ожидания следующего сигнала

"Пуск", а горевший электрооптический индикатор гаснет, что сигнализирует о готовности поверочного устройства к следу ощей поверке.

При желании получить в рабочих спаях поверяемого и образцового ТЭТ теплоты

Пельтье другого знака следует изменить полярность включения в поверочное устройство источника тестового тока.

Длительность рабочего цикла поверочного устройства складывается фактически из длительности придания необходимой температуры образцовому ТЭТ, из длительности тестового импульса (обычно доли секунды) и длительности высвечивания оптического выходного сигнала порядка 5 с.

Вследствие того, что через поверяемый и образцовый ТЭ1 протекает один и тот же тестовый ток от одного и того же источника энергии, тестовые токи в каждом рабочем спае начинаются и заканчиваются одновременно, а законы их изменения во времени оказываются одинаковыми, чта повышает точность поверки.

Формула изобретения

1 . Устройство для бездемонтажной поверки термоэлектрических преобразователей, содержащее источник тока, переключатель, подключенный выходом к источнику тока, образцовый термоэлектрический преобразователь, размещенный в регулируемом задатчике температуры, и поверяемый термоэлектрический преобразователь, о т л и ч а ю щ е е с я тем. что, с целью повышения точности поверки, в него введе15

40 вход которого соединен с входом первого

45 элемента задержки, выход подключен к второму входу первого элемента И, а управляющий вход соединен с вторым выходом пускового элемента и первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого

50 соединен с входом задатчика длительности импульса тока, а выход — с первым входом переключателя; второй вход которого сое55

10 ны блок логической обработки и цепочка из двух последовательно соединенных резисторов, а поверяемый и образцовый термоэлектрические преобразователи соединены последовательна-согласно, образуя термобатарею, параллельно которой подключена цепочка из двух резисторов, средняя точка которой подключена к первому входу блока логической обработки, к второму и третьему входам которого подключена средняя точка термобатареи, а его четвертый вход соединен с холодным спаем образцового термоэлектрического преобразователя, подключенного к выходу источника тока, горячий спай поверяемого термоэлектрического преобразователя соединен с вторым выходом переключателя, входом подключенного к первому выходу блока логической обработки, второй выход которого подключен к регулируемому задатчику температуры.

2. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок логической обработки содержит последовательно соединенные пусковой элемент, усилитель, первый аналого-цифровой преобразователь, последовательно соединенные первый цифровой компаратор, эадатчик длительности импульса тока, первый элемент задержки, ключ, индикаторы, последовательно соединенные первый дифференциатор, второй аналогоцифровой преобразователь, формирователь сигнала допуска, второй цифровой компаратар, последовательно соединенные генератор управляющих импульсов, первый элемент И, первый элемент ИЛИ, последовательно соединенные второй дифференциатор, монавибратор, второй элемент И, второй элемент ИЛИ, третий дифференциатор, последовательно соединенные первый и второй резисторы, третий и четвертый элемент ИЛИ, третий элемент И, второй и третий элементы задержки, триггер, счетный динен с выходом первого аналого-цифрового преобразователя; первый выход переключателя соединен с первым входом первого цифрового компаратора непосредственно, à с вторым входом и нулевой шиной через резистор, второй выход переключателя соединен с вторым входом второго цифрового компаратора, третий

1583761

Составитель В.Лрыч

Техред М:Моргентал

Редактор Л.Гратилло

Корректор М.Самборская

Заказ 2247 Тираж 491 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 вход которого соединен с выходом третьего элемента задержки, а его первый, второй и третий выходы соединены соответственно с первым и вторым выходами четвертого элемента. ИЛИ, первым входом третьего эле- 5 мента И, второй выход которого соединен с первым входом второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом четвертого элемента ИЛИ, выходы второго и третьего элементов И соединены с входами 10 индикаторов, выход третьего элемента И соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход первого элемента И через второй элемент задержки соединен с третьим входом первого цифрового компаратора, вто- 15 рой выход которого подключен к второму выходу блока логической обработки, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами пускового элемента, третий вход которого соединен с выходом третьего дифференциатора, выход первого элемента задержки соединен через второй дифференциатор с вторым входом первого элемента ИЛИ, вход третьего элемента задержки соединен с входом моновибратора, выход первого элемента ИЛИ подключен к второму входу первого аналого-цифрового преобразователя, второй и третий входы второго аналого-цифрового преобразователя подключены соответственно к третьему и четвертому входам блока логической обработки; к первому выходу которого подключен выход первого элемента задержки.