Устройство для измерения температуры

Авторы патента:

Строев Владимир Михайлович (RU)

Арутюнов Борис Ашотович (RU)

Штейнбрехер Валерий Васильевич (RU)

Фесенко Александр Иванович (RU)

G01K7/16 - с использованием резистивных термоэлементов (резисторы как таковые H01C,H01L)

Владельцы патента RU 2622490:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина" (RU)

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для измерения температуры окружающей среды. Устройство для измерения температуры содержит резистивный датчик температуры 1, включенный в управляющую цепь ждущего мультивибратора 2, выход которого через последовательно соединенные управляемый мультивибратор 3, электроакустическую линию задержки 4 и усилитель 5 подключен к управляющему входу ждущего мультивибратора 2, выход которого также соединен с первым входом логической схемы И 6, второй вход которой связан с выходом генератора опорной частоты 7. При этом выход схемы И 6 соединен со счетным входом реверсивного счетчика импульсов 8 (СЧ), выходы которого через логическую схему ИЛИ 9 связаны со счетным входом триггера 10, соединенного своими выходами со входами управления режимами работы реверсивного счетчика импульсов 8. Устройство позволяет получать результаты измерений с высокой точностью непосредственно в цифровом виде приращений длительности импульса относительно длительности при нулевом значении температуры. Технический результат - повышение точности работы устройства путем исключения учета нестабильности работы управляемого мультивибратора и линии задержки. 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для измерения температуры окружающей среды.

Известен измеритель температуры с частотно-импульсным выходом, содержащий терморезистор и КМОП-мультивибратор (Виглеб Г. Датчики. - М.: Мир, 1989, с. 36, 37).

Недостатком этого измерителя является низкая разрешающая способность измерений из-за нестабильной выходной частоты.

Известно также устройство для измерения температуры с частотно-импульсным выходом (Авт. свид. СССР №1737280, G01K 7/00, 30.05.92, Бюл. №20), наиболее близкое к предлагаемому и принятое за прототип, содержащее ждущий мультивибратор, выполненный с термистором в его управляющей цепи и подключенный выходом к управляющему входу управляемого мультивибратора, и усилитель, соединенный выходом с выходной шиной, акустическую линию задержки, включенную между выходом управляемого мультивибратора и входом усилителя, соединенного выходом с управляющим входом ждущего мультивибратора.

Недостатком этого устройства является также низкая разрешающая способность.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение точности работы устройства путем исключения учета нестабильности работы управляемого мультивибратора и линии задержки, а также исключения из результата начального значения сигнала при нулевой температуре.

Технический результат достигается тем, что в устройство для измерения температуры, содержащее ждущий мультивибратор, выполненный с термистором в его управляющей цепи и подключенный выходом к управляющему входу управляемого мультивибратора, выход которого соединен через последовательно включенные линию задержки и усилитель с управляющим входом ждущего мультивибратора, дополнительно введены логическая схема И, логическая схема ИЛИ, генератор опорной частоты, реверсивный счетчик импульсов и триггер, при этом выход ждущего мультивибратора соединен также через первый вход схемы И со счетным входом реверсивного счетчика, выходы которого через схему ИЛИ подключены к счетному входу триггера, выходы которого связаны со входами управления режимами работы реверсивного счетчика импульсов, а выход генератора опорной частоты соединен со вторым входом логической схемы И.

На фиг. 1 приведена схема устройства для измерения температуры.

Устройство для измерения температуры содержит резистивный датчик температуры 1, включенный в управляющую цепь ждущего мультивибратора 2, выход которого через последовательно соединенные управляемый мультивибратор 3, электроакустическую линию задержки 4 и усилитель 5 подключен к управляющему входу ждущего мультивибратора 2, выход которого также соединен с первым входом логической схемы И 6, второй вход которой связан с выходом генератора опорной частоты 7, при этом выход схемы И 6 соединен со счетным входом реверсивного счетчика импульсов 8, выходы которого через логическую схему ИЛИ 9 связаны со счетным входом триггера 10, соединенного своими выходами со входами управления режимами работы реверсивного счетчика импульсов 8.

Устройство работает следующим образом.

На выходе ждущего мультивибратора 2 формируется импульс, длительность которого зависит от сопротивления термистора 1. Данным импульсом через управляемый мультивибратор 3, электроакустическую линию задержки 4 и усилитель 5 осуществляется следующий запуск ждущего мультивибратора 2. Импульс с выхода ждущего мультивибратора 2 разрешает прохождение импульсов генератора опорной частоты 7 через первую логическую схему И 6 на счетный вход реверсивного счетчика импульсов 8. Перед поступлением импульсов на вход счетчика 8 в него записывается цифровой код длительности импульса мультивибратора 2 при нулевой температуре термистора 1, а также задается вычитающий режим его работы путем обнуления триггера 10. По мере поступления импульсов генератор 7 через открытую схему И 6 состояние счетчика 8 уменьшается. В момент обнуления счетчика на выходе схемы ИЛИ 9 произойдет переход с 1 на 0, переключающий триггер в 1-е состояние, что приводит к изменению режима работы счетчика 8 с вычитающего на суммирующий. В итоге после спада импульса на выходе ждущего мультивибратора 2 в счетчике 8 остается записанное число, пропорциональное приращению длительности импульса относительно длительности при нулевом значении температуры.

Схема установки счетчика 8 и триггера 10 в исходное состояние условно не показана.

Предлагаемое устройство для измерения температуры не зависит от нестабильности работы управляемого мультивибратора, линии задержки и усилителя и при этом позволяет получить отсчет результатов измерений с высокой точностью непосредственно в цифровом виде приращений длительности импульса относительно длительности при нулевом значении температуры. При этом частотный выход устройства, представленный в прототипе, сохраняется.

Устройство для измерения температуры, содержащее ждущий мультивибратор, выполненный с термистором в его управляющей цепи и подключенный выходом к управляющему входу управляемого мультивибратора, выход которого соединен через последовательно включенные линию задержки и усилитель с управляющим входом ждущего мультивибратора, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено логической схемой И, логической схемой ИЛИ, генератором опорной частоты, реверсивным счетчиком импульсов и триггером, при этом выход ждущего мультивибратора соединен также через первый вход схемы И со счетным входом реверсивного счетчика, выходы которого через схему ИЛИ подключены к счетному входу триггера, выходы которого связаны со входами управления режимами работы реверсивного счетчика импульсов, а выход генератора опорной частоты соединен со вторым входом логической схемы И.

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано при тепловых испытаниях печей, применяемых для высокотемпературных обработок материалов, например графитации, для определения температурных полей внутри печи.

Способ определения температурного поля // 2622094

Интеллектуальное средство измерений температуры // 2617458

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для увеличения длительности межкалибровочного интервала (МКИ) интеллектуального средства измерений температуры.

Устройство для измерения криогенных температур // 2602400

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для криогенных температур. Предложено устройство для измерения криогенных температур, содержащее термометр сопротивления, образцовый резистор и источник тока, подключенный к токовому входу термометра сопротивления.

Интерфейсный модуль контроля температур // 2562749

Изобретение относится к области измерительной техники и может найти применение в многоканальных устройствах для измерения температур с помощью термопреобразователей сопротивления.

Цифровой измеритель температуры // 2549255

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.

Способ для определения неисправности датчика температуры и устройство формирования изображения, использующее его // 2546722

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения неисправности датчика температуры, используемого в устройстве формирования изображения.

Многоканальное устройство для измерения температуры // 2526195

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системе терморегулирования и телеметрии космических аппаратов (КА). Многоканальное устройство для измерения температуры содержит термометры сопротивления (ТС), задающие резисторы (ЗР), общая точка которых соединена с общей шиной, генератор стабильного тока (ГСТ), один из выводов которого подключен к общей шине, три усилителя, соединенные последовательно, схему управления (СУ), восемь многопозиционных однополюсных электронных переключателей (МОЭП).

Датчик температуры для измерения температуры тела // 2525568

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для измерений температуры тела. Датчик температуры изготавливается из нескольких слоев, где первый слой имеет центральный нагревательный элемент, встроенный в него.

Резистивный датчик температуры // 2521726

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для измерения температуры объекта. Заявлен резистивный датчик (10) температуры с первым элементом (6) датчика температуры и вторым элементом (7) датчика температуры.

Комбинированный сигнализатор давления и температуры фильтра // 2625043

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателестроению, и может быть использовано для сигнализации о возрастании гидравлического сопротивления топливного фильтра до заданного критического значения, служащего критерием для его замены или очистки, а также о падении давления на входе фильтра и чрезмерном нагреве топлива. Cигнализатор фильтра содержит корпус с цилиндрической камерой, снабженной подпружиненным цилиндрическим поршнем, разделяющим камеру на две полости, и магнитом, прикрепленным к поршню. В корпусе со стороны магнита расположены неподвижный и подвижный контакты сигнализации о перепаде давления, причем подвижный контакт выполнен магнитоуправляемым. Первая полость камеры выполнена с возможностью соединения с входом фильтра, вторая полость со стороны пружины выполнена с возможностью соединения с выходом фильтра. Магнит закреплен на противоположном от пружины торце поршня. В корпусе выполнена вторая камера, снабженная мембраной, разделяющей вторую камеру на две полости. Первая полость второй камеры выполнена с возможностью соединения с входом фильтра, а во второй полости второй камеры расположены неподвижный и подвижный контакты сигнализации о давлении на входе, причем подвижный контакт соединен с мембраной. В корпусе закреплен терморезистор, снабженный контактами сигнализации о температуре. Технический результат - расширение функциональных возможностей сигнализатора фильтра. 1 ил.

Многоканальное устройство контроля температуры // 2631018

Устройство относится к измерительной технике, в частности к техническим средствам измерения температуры зерна во время сушки и хранения. Заявлено многоканальное устройство контроля температуры, содержащее блок питания, преобразователь сопротивления в длительность импульсов, блок коммутации, формирователь сигналов, блок индикации информации. При этом преобразователь содержит ключ, вход которого соединен с источником питания, управляющий вход соединен с входом разряда таймера, а выход с его информационным входом и входами датчиков, а через образцовый конденсатор с общей шиной, вход опорного напряжения таймера соединен с выходом блока питания, а выход таймера, являющийся выходом преобразователя, соединен с первым входом формирователя, второй вход которого соединен с выходом тактового генератора, являющегося выходом коммутатора. Блок коммутации содержит мультиплексор, информационные входы которого соединены с выходами соответствующих датчиков, и выход с общей шиной, а управляющий вход с выходом счетчика и через дешифратор с индикатором кода канала, вход счетчика соединен с выходом тактового генератора, и счет выполняется циклически с модулем счета, равным числу каналов. Первый вход формирователя соединен с входами синхронизации первого и третьего триггеров и через инвертор с входом синхронизации второго триггера. Второй вход формирователя соединен с первыми входами первого и второго элементов «И», выходы которых соединены с информационными входами соответственно третьего и первого триггеров, а вторые входы соответственно с прямым и инверсным выходами второго триггера. Информационный вход второго триггера соединен с выходом элемента «ИЛИ», входы которого соединены с прямыми выходами первого и третьего триггеров. Входы третьего элемента «И» соединены с прямыми выходами первого и второго триггеров, а выход является первым выходом формирователя и соединен с первым входом блока индикации, являющегося первым входом пятого элемента «И», второй вход которого соединен с выходом генератора контрольной частоты, а выход с входом калибратора, содержащего последовательно соединенные счетчики - масштабирующий и двоично-десятичный, выход калибратора соединен с последовательно соединенными дешифратором и индикатором, входы сброса счетчиков калибратора соединены с вторым входом блока индикации и вторым выходом формирователя, являющимся выходом четвертого элемента «И», входы которого соединены с прямым выходом первого триггера и инверсным выходом второго триггера. Технический результат - повышение точности измерений, расширение функциональных возможностей устройства. 4 ил.

Датчик измерения температурного поля // 2633652

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано при тепловых испытаниях печей, применяемых для высокотемпературных обработок материалов, например карбонизации и графитации, для определения температурных полей внутри печи. Предложен датчик измерения температурного поля в точках пространства расположения элементов датчика разового использования для высокотемпературных печей со средой, химически инертной по отношению к датчику измерения температурного поля, состоящий из элементов, фиксирующих температуру в области пространства, где они расположены, меняющий свое состояние в процессе нагрева температуры температурного поля с температурой от 600°C. При этом датчик измерения температурного поля выполнен в виде гибкой электропроводящей нити на основе углерода из полиоксадиазола, состоящей из элементов, образующих единое целое в составе нити, меняющий свое физико-химическое состояние под действием температурного поля, фиксирующий максимальную температуру температурного поля от 600°C до 2300°C в области пространства определения температурного поля в точках с координатами вдоль расположения нити с точностью по длине от 0,4 мкм. Технический результат - повышение температурной границы определения температурного поля до 2300°C за счет использования гибкой электропроводящей нити на основе углерода, полученной из полиоксадиазола, при одновременном повышении точности измерения температурного поля в малых объемах и труднодоступных местах за счет гибкости нити на основе полиоксадиазола и возможности определения температурного поля в точках пространства с координатами вдоль расположения нити с точностью по длине от 0,4 мкм, а также с точностью по температуре до 0,311⋅10-7°C. 11 ил., 6 табл.

Способы и устройства для обнаружения тока утечки в резистивном датчике температуры // 2640126

Изобретение относится к области измерения температур с помощью резистивного датчика температуры. Способ обнаружения тока утечки в резистивном датчике температуры, включающий следующие этапы: обеспечение контура резистивного датчика температуры первым резистивным контуром и вторым резистивным контуром; измерение начального напряжения на первом резистивном контуре в ответ на подачу начального тока на первый резистивный контур; измерение последующего напряжения на втором резистивном контуре в ответ на подачу последующего тока на второй резистивный контур; сопоставление начального и последующего напряжений для определения разностной величины; и определение того, что в контуре резистивного датчика температуры существует утечка тока, когда разностная величина не находится в пределах первого диапазона. 3 н. и 21 з.п. ф-лы, 5 ил.

Измерение однородной температуры катушки путем увеличения сопротивления провода // 2645900

Изобретение относится к способу измерения температуры намотанного компонента, содержащему подачу известного постоянного тока в калибровочный провод (1) из резистивного материала; причем сопротивление калибровочного провода меняется вместе с температурой согласно известному закону; измерение разности потенциалов между зажимами (7a, 7b) упомянутого калибровочного провода; и этап вычисления, в ходе которого разность потенциалов преобразуется в среднюю температуру калибровочного провода; причем упомянутый калибровочный провод (1) намотан внутри катушки и уложен в ряд витков «Вперед» (5) и в ряд витков «Обратно» (6), объединенных попарно по существу с одинаковыми геометрической формой и местом расположения. Оно также относится к компоненту, выполненному для обеспечения возможности осуществления данного способа и совокупности измерительного устройства. Технический результат - повышение точности определения температуры для снижения рисков превышения критической температуры или образования ложных сигналов опасности. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.