Измеритель температуры

 

Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить точность измерения температуры. Измеритель температуры содержит источник 1 питания, термопреобразователь 3, первый, второй и третий резистивные делители напряжения и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 6. Опорные входы АЦП 6 подключены к средней точке третьего резистивного делителя и к второму выводу второго резистивного делителя. Это позволяет устранить первую составляющую мультипликативной погрешности, вторая составляющая погрешности является величиной второго порядка малости и практически не сказывается на результате измерения. Результат измерения представлен на выходе АЦП 6 в виде кода. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)s G 01 К 7/20

ГОСУДАРСТВЕ1НЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4727851/10 (22 07.08.&9 (46) 30.08.91. Бюл. М 32 (71) Институт электродинамики АН УССР (72) Ф.Б.Гриневич, А.А,Михаль, М,Н.Сурду и

P.Ä. Tó÷èí (53) 536.53 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР % 815523, кл. G О1 К 7/20, 1981.

Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройсгвах, Л., Энергоатомиздат, 1988, с, 260. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить точность измерения

БЫ 1673878 А1 температуры. Измеритель температуры содержит источник 1 питания, термопреобразователь 3, первый, второй и третий резистивные делители напряжения и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 6.

Опорные входы АЦП 6 подключены к средней точке третьего реэистивного делителя и к второму выводу второго реэистивного делителя. Это позволяет устранить первую составляющую мульти пликативной погрешности, вторая составляющая погрешности является величиной второго порядка малости и практически не сказывается на результате измерения. Результат измерения представлен на выходе

АЦП 6 в виде кода. 1 ил, 1673878

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к ycTpohcT88M для измерения температуры.

Цель изобретения — повышение точности измерения. 5

На чертеже приведена функциональная схема измерителя температуры.

Измеритель температуры содержит источник 1 питания, первый реэистивный делитель 2 (R1, Rz), подключенный к источнику 10 питания термопреобраэователь 3 (R ), второй резистивный дЕлитель 4 (йэ, R4), котОрнй через термопреобразователь Вт подключен к источнику питания, третий резистивннй делитель 5(R5, й5), который вклю- 15 чен между средними точками делителей 2 и

4, а также аналогово-цифровой преобразователь 6 (АЦП), на опорный вход которого поступает падение напряжения на резисторах R4 и R5, в (одящих в состав соответствен- 20 но делителей 4 и 5, а на измерительный вход АЦП поступает падение напряжения с терм6преобразователя Я1 и резистора Rz делителя 2.

Измеритель температуры работает сле- 25 дующим образом, Под действием напряжения Ол источник питания в цепи термопреобразователя

К(протекает ток Io. Поскольку токи через В1 и Rz текут в одном направлении, то напря- 30 жение на измерительном входе АЦП равно разности падений напряжений на R(u Rz.

Таким образом (6) N =

R« -л — -аi(2-дi)

Я1 н1 нг

Я

40 Функции в квадратных скобках определяют нелинейность коэффициентов передачи измеряемого и опорного напряжений.

Выбираем соотношения R5/Вв таким образом, чтобы эти функции были равны.

45 Тогда при условии, что (8) 50 результат преобразования окончательно можно записать следующим образом: 5 + — R R

N = — ((- -94 iz t (9)

1+Г

При этом мы пренебрегли составляющей 1- с/а в квадратных скобках знаменателя.

RtpR1 = (R3+ R4) Rz

0» = lo Rt 12л — (2) Rz

R1+ Rz

Если предположить, что R5+ йв+ R2»

» R4+ Rt, то Un = !о(ВЗ+ R4+ Rt)

С учетом того, что передаточная характеристика термопреобразователя В(описывается квадратичной функцией, после несложных преобразований получим;! Б1 Рь (ат -Ртг ) + 1+ г (2) R2 (éç +9 )

"% + г R1+ Rz

Подбираем меры R1 — R4 таким образом, чтобы при t = О С напряжение U24 = О.

Тртда второе слагаемое в последнем уравнении, определяющее постоянное смещение, должно быть равно нулю.

При выполнении условия напряжение U> определяется

U Rll -R (a2-P22) (4) На опорном входе АЦП действует напряжение, равное разности падений напряжений на R4 и R5.

Тогда и. =I R4- — ((94+9,)1о R5

R5+ 8 (92 +94iН ) — )

R2 й1+ Вг

С учетом условия (3) после несложных преобразований получим

Оо=1оН4 1 + 1+ й5

45+ В

+ — — а2(2- 2)) )

R1 то 1+ 2 R4 а

В качестве АЦП используется преобразователь логометрического типа. цифровой код N которого определяется отношением напряжений 14 и Оо. Поэтому согласно напряжениям (4) и (6) результат преобразования определяется следующим выражением:

1673878

Таким образом, в предлагаемом устройстве полностью устранена первая составляющая мультипликативной погрешности и значительно уменьшена ее вторая составляющая. Погрешность компенсации второй составляющей погрешности определяется двумя выражениями: шиной к первому выводу термопреобраэователя, второй шиной — к точке соединения первых выводов первого и второго резистивных делителей, аналого-цифровой пре5 образователь. подключенный первым и вторым измерительными входами соответственно к средней точке первого реэистивного делителя и к второму выводу термопреобразователя, первым выводом

10 соединенного с вторым выводом первого . резистивного делителя, при этом первый опорный вход аналого-цифрового преобразователя соединен с вторым выводом второго реэистивного делителя, о т л и ч а ю15 шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен третий реэистивный делитель, выполненных иэ двух резисторов, второй реэистивный делитель выполнен из двух резисторов и вторым

20 выводом подключен к второму выводу термопреобраэователя, при этом третий резистивный делитель включен между средними точками первого и второго резистивных де лителей, а его средняя точка соединена с

25 вторым опорным входом аналого-цифрового преобразователя.

Rq+Rg

ЯГ % Е%

Повышение точности преобразования в предлагаемом устройстве обусловлено тем, что погрешность является величиной второго порядка малости (как погрешность от погрешности). В реальных устройствах при работе с платиновыми термопреобраэователями в зависимости от номиналов мер и диапазона температур по сравнению с прототипом получено снижение погрешности преобразования в 20-50 раэ.

Формула изобретения

Измеритель температуры, содержащий источник питания, подключенный первой

Составитель В.Ярыч

Редактор Т.Лошкарева Техред М.Моргентал Корректор С.Черни

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2910 Тираж 378 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Измеритель температуры Измеритель температуры Измеритель температуры 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к температурному контролю, может использоваться для дистанционного допускового контроля и позволяет повысить надежность, а также экономичность устройства

Изобретение относится к температурным измерениям и позволяет повысить точность измерения путем уменьшения погрешности, вызванной смещением нуля усилителя

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано как измерительный орган для защиты электрических машин от повреждений обмоток вследствие превышения температуры обмотки электрической машины в рабочем состоянии

Изобретение относится к приборостроению, в частности к технике магнитной записи

Изобретение относится к измерительной технике и может применяться для измерения температуры при использовании первичных измерительных преобразователей с нелинейной передаточной характеристикой

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и позволяет улучшить эксплуатационные характеристики устройства путем снижения потребляемой мощности

Изобретение относится к температурным измерениям, может найти применение в океанографической измерительной аппаратуре и позволяет повысить точность измерения путем уменьшения влияния на результат измерения изменений сопротивлений проводов линии связи

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить надежность контроля состояния проводов линии связи, соединяющей термометр сопротивления с измерительным преобразователем

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано как измерительньм орган для защиты электрического аппарата или сетей от повреясдения вследствие превьшения температуры, а также для контроля превышения температуры обмотки электрического аппарата в процессе отработки конструкции и контроля технологического процесса и испытаний

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в системах температурного контроля газотурбинных двигателей летательных аппаратов, электрооборудования электростанций и т.д

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах температурного контроля газотурбинных двигателей летательных аппаратов, электрооборудования электростанций и т.д

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин и может найти применение для определения тепловых свойств пластов горных пород, окружающих как бурящиеся, так и обсаженные колонной скважины, а также для определения технического состояния эксплуатирующихся скважин и режимов работы их оборудования

Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить точность измерения разности температур Ток от источника 4 тока протекает через последовательно соединенные термопреобразователи 1 и 2 сопротивления

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения физических величин с первичными резисторными датчиками

Изобретение относится к системам управления и контроля производственных процессов и может быть использовано для измерения температуры технологической текучей среды. Устройство (12) для измерения температуры технологической текучей среды включает в себя основанный на сопротивлении датчик 32 температуры (RTD), сконфигурированный с возможностью термического соединения с технологической текучей средой. Первое и второе электрические соединения сконфигурированы с возможностью проводить ток через RTD (32). Измерительная схема (36) сконфигурирована с возможностью измерения напряжения на RTD и идентификации соединения с ухудшенной характеристикой с RTD и оперативного измерения температуры технологической текучей среды с использованием электрических соединений. Технический результат - повышение точности получаемых данных. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения температуры контактными резисторными датчиками в окружающей среде и в технологических процессах. Техническим результатом изобретения является повышение точности за счет уменьшения динамической погрешности измерения, обусловленной тепловой инерцией датчика, снижения случайной и систематической погрешностей вторичного измерительного преобразователя схемно-алгоритмическим способом. Измеритель выполнен в составе измерительного моста 1, блока преобразования и обработки 2 и источника питания 3. Измерительный мост содержит два датчика температуры и четыре образцовых резистора, соединяющих шесть вершин моста в последовательности: первая вершина, первый датчик, третья вершина, первый образцовый резистор; четвертая вершина, второй образцовый резистор, и вторая вершина, второй датчик температуры, пятая вершина, третий образцовый резистор, шестая вершина, четвертый образцовый резистор, первая вершина. Первая и вторая вершины соединены с выходами источника питания 3, а другие четыре вершины поданы на входы блока преобразования и обработки 2. При этом образцовые резисторы могут быть выполнены переменными и программно управляемыми. Блок преобразования и обработки 2 выполнен в составе четырех аналого-цифровых преобразователей 4-7 с дифференциальными входами и микропроцессора 8, входы и выходы которого подключены, соответственно, к цифровым выходам и цифровым входам каждого из аналого-цифровых преобразователей. При этом аналоговые входы аналого-цифровых преобразователей соединены последовательно в кольцо таким образом, что первый вывод входа каждого аналого-цифрового преобразователя соединен со вторым выводом входа другого аналого-цифрового преобразователя и одним из четырех входов блока преобразования и обработки. Блок преобразования и обработки 2 также может быть выполнен в составе последовательно соединенных коммутатора 9, аналого-цифрового преобразователя 10 и микропроцессора 11. При этом вход и выход микропроцессора подключены, соответственно, к цифровым выходу и входу аналого-цифрового преобразователя, дифференциальный вход которого подключен к дифференциальному выходу коммутатора, четыре дифференциальных входа которого являются входами блока преобразования и обработки. 3 з. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для контроля технологических параметров в производственных процессах. Передатчик (12) температуры процесса выполнен по меньшей мере с одним датчиком (32) температуры, имеющим множество проводов. Передатчик (12) температуры включает в себя схему (26) измерения, выполненную с возможностью соединения по меньшей мере с одним датчиком (32) температуры для обеспечения индикации электрического параметра по меньшей мере одного датчика (32) температуры. Контроллер (30) соединен со схемой (26) измерения для получения индикации и подачи выходного сигнала температуры процесса. Источник (28) тока подает тестовый ток в множество проводов одновременно. Схема (70) диагностики измеряет отклик напряжения на каждом проводе для того, чтобы обеспечить диагностическую индикацию датчика температуры. Технический результат – повышение точности и достоверности диагностики датчиков температуры. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх