Способ определения температуры и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к температурным измерениям и позволяет повысить точность определения температуры . Емкостные преобразователи объединяют в tn групп, по п преобразователен в каждой группе. Одновременно на все п преобразователей каждой грулны подают п наборов различные, т ос row«i- ных напряжений, измеряют с-чмарнуи емкость С каждой группы при подаче каждого наоора напряжение. Искомую емкость каждого преобразователя определяют из решения систем ураннений. Значение температуры определяют по значению емкости ооответстЕ ощего преобразователя. Устройство Д| чг осуществления способа содеряиг входной коммутатор 4, каждый инфорчациоьный зход которого соединен черео р,мделигельньге конденсаторы 2 н 3 с обкладками п емкостных пресбразоват - лей 1п каждой группы, блок 5 измерения , блок 6 управления и вычисления блок 7 напряжений, на выходах которого формируется п наборов постоянных напряженки, подаваемых на обкладки емкостных преобразователей 1п. с п ф-лы, 1 ил. И -У If

Ссаа СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 С 01 К 7Д4 ф-лы, 1 ил, каиад

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4432276/1О (22) 07.04.88 (46) 23.05.91. Бюл. N - 19 (72) А.И. Адонин, Э.В. Баинов, В.В. Латыпов, В.Н. Москвин, А.Н. Серьеэнов, Е.И. Соколов, И.Ю. Соловьев и С.П. Широков (53) 536.53 (088.8) (56) Агейкин Д.И., Костин Е.Н. и Кузнецов Н.И. Датчики контроля и регулирования. М.: Машиностроение

1965, с. 867.

Система измерительная информационная К742. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. НПО "Союээлектроприбор", с. 18. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к температурным измерениям и позволяет повысить точность определения температуры. Емкостные преобразователи объединяют в m групп, по и преобразовате° SU 16е ШЛА 1

2 лей в каждой группе. Одновременно на все и преобразователей каждой группы подают и наборов различных в.остоянBbIK напряжений измеряют с.-л марную емкость С; каждой группы при подаче каждогоб набора напряжений. Искомую емкость каждого преобразователя определяют из решения систем уравнений. Значение температуры определяют но значению емкости соответств ощего преобразователя. Устройство для осуществления способа содержит вход*" ной коммутатор 4, каждый информационный вход которого соединен через разделительные конденсаторы 2 H 3 с обкладками и е..:костных преобразовате-лей 1п каждой группы, блок 5 нзмере1 ния, блок б нлравяеиия н начисления блок 7 напряжений, на выходах которого формируется и наборов постоянных напряжений, подаваемых на обкладки емкостных преобразователек 1п. ? сап, 1651113

93 э (1 = 1рвсрш) р лк где С вЂ” суммарная емкость k-й группы емкостных креобразовател ей во вр емя j-г о изме%к рения ь, С вЂ” искомая емкость -го ем1 костного преобразователя

k-й группы;

А « - постоянный коэффициент, равный отношению емкости

i-го преобразователя k-й группы при напряжении во время j-ro измерения к емкости при нулевом напряжении на емкостном преобразователе;

m — число групп.

Решая систему уравкений (1), на ходят значение емкости каждого емкостного преобразователя. Далее по градуировочной зависимости емкости преобразователя от температуры определяют значение температуры каждого преобразователя и соответст40

Изобретение относится к температурным измерениям и может быть ис-1 пользовано для многоточечного измерения температуры, например для измерения температурных полей в любых средах, а также на поверхности твердых тел.

Цель изобретения — повышение точности определения температуры путем уменьшения погрешности измерения, связанной с наличием линий связи, соединяющих преобразователи с измерительным блоком.

На чертеже показана схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Сущность способа заключается в следующем. Емкостные преобразователи иэ сегкетоэлектрического материала 20 объединяют в ш групп по и в каждой группе. На преобразователи каждой группы одновременно подают и различных наборов постоянных напряжений и измеряют суммарную емкость каж- 2 дой группы емкостных преобразователей при различных напряжениях смещения. Составляют для каждой k-й группы систему уравнений

30 векно температуру в точке его расположекия. Значение коэффициентов А к

11 определяют для каждого преобразователя перед проведением измерений из зависимости емкости преобразователя от напряжения смещения.

Для пленочных преобразователей из сегкетоэлектрического материала зависимость емкости от температуры и напряжения может быть представлена в виде (2) С (U, Т) = (С (Т) A(U) где C(U) зависит только от температуры а A(U) — только от напряжения.

К

Поэтому величины А" не зависят от

11 температуры.

Значения постоянных напряжений, подаваемых на емкостные преобразователи, выбираются так,чтобы матрица к коэффициентов (А «) была невырож11 денной.

Устройство содержит m групп емкостных преобразователей I 1,1,...,1 гэ и ° ° и у (показано три группы преобразователей), соединенных между собой через разделительные конденсаторы 2,..., 2п 31> ° .,Зп, коммутатор 4, информационные входы которого соединены с каждой группой емкостных преобразователей, блок 5 измерения, блок 6 управления и вычисления 6 и блок 7 напряжений.

Емкость разделительных конденсаторов выбирается значительно больше емкости преобразователей. В качестве блока 5 измерения используется стандартный измеритель емкости с цифровым выходом. Блок 6 управления и вы,числения может быть реализован на ос нове микроЭВИ или стандартных микропроцессорных, комплектов. Блок 7 напряжения должен формировать и наборов постоянных напряжений U " подаваеЭ мых на все термопреобразователи. Для емкостных преобразователей предварительно снимается зависимость емкости от величины напряжения на обкладках.

Величины напряжений U," выбираются иэ условия невырожденности матриц

11 гА,, )к

Если используются преобразователи разных технологических партий, для которых зависимость емкости от напряжения различна, то в память блока 6 необходимо занести m различных матриц по числу групп. Если все преобразова5 165111 тели имеют одинаковые характеристики, то в память блока 6 необходимо занести только одну матрицу А.

К

1) 1

Устройство работает следующим образом.

По сигналу с блока 6 управления и вычисления 6 на емкостные преобразователи каждой группы подается определенный первый набор постоянных нап1О ряжений Б < . С помощью коммутатора 4 блок 5 измерения осуществляет измерение суммарной емкости каждой группы емкостных преобра зователей. Измер енные значения заносятся в оперативную память блока 6. После измерения суммарной емкости всех групп преобразователей на выходе блока 6 формируется второй набор постоянных напряжений, Снова измеряется суммарная емкость 20 каждой группы преобразователей. Такой процесс измерения повторяется и раз при различных наборах напряжений сме. щения, удовлетворяющих условию невырожденности матрицы коэффициентов .25 (A; )К. Значение емкости каждого преобразователя определяется в блоке

5 путем решения m систем уравнений (1) . Температура каждого емкостного преобразователя, а соответствен- 3О но, и температура объекта в месте расположения емкостного преобразователя определяются по известной градуировочной зависимости емкости преобразователя от температуры.

При заданном числе емкостных преобразователей, в целях сокращения количества линий связи соединяющих группы преобразователей с блоком напряжений и коммутатором, число преоб- 4(1 разователей в группе следует выбирать равным корню квадратному из общего числа преобразователей.

Формула из обр ет ения 45

1. Способ определения температуры, заключающийся.в подаче напряжения на емкостные преобразователи из сегнетоэлектрического материала, установленные в различных точках объекта,и определении температуры в каждо>точке объекта по значению емкости соответствующего емкостного преобразователя, отличающийся

55 тем, что, с целью повышения точности, объединяют емкостные преобразователи в группы по и емкостных преобразо(1 1 = 1 )2 ° Q) y (k = 1,...,m) л, где С °

1 суммарная емкость k-й группы емкостных преобразователей во время j-го измерения; постоянный коэффициент, равный отношению емкости

i-го преобразователя k-й группы при напряжении во время j-го измерения к емкости при нулевом напряжении на емкостном преобраК

А

I1 з оват ел е;

С, — искомая емкость i-го ем1 костного преобразователя

k-й группы; ш — число групп.

2. Устройство для определения температуры, содержащее емкостные преобразователи, входной коммутатор, выход которого подключен к входу блока измерения, а управляющий вход подключен к первому выходу блока управления и вычислений, соединенному с блоком измерения, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены разделительные конденсаторы и блок напряжений, управляющий вход которого соединен с вторым выходом блока управления и вычисления, а емкостные преобразователи объединены в ш групп по и емкостных преобразователей в каждой группе,. при. этом каждый k-й информационный вход входного коммутатора соединен через разделительные конденсаторы с обкпадками и емкостных преобразователей каждой k-й группы, обкладки i-х емкостных преобразователей каждой группы соединены между собой и подключены к соответствующе i-му выходу блока напряжений.

6 вателей в каждой группе, одновременно подают на емкостные преобразователиели каждой группы и наборов различных значений постоянных напряжений, измеряют суммарную емкость каждой г р уп пы ем кос т ных т ер мопр еобр а э ова т елейй при каждом наборе постоянных напряжений, а значение емкости каждого емкостного преобразователя определяют из системы уравнения

К " +К

11

А, С 1 Р