Устройство для телеизмерения температуры

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

327456

Севе Советскив

Сецивлистическив

Республик

Зазисн мое от агат. азидетельсгва ¹â€”

N.Êë. 6 05d 23 24

Зая злено 11.V111.1970 (№ 1468304/18-24) с,при; з е д нненивм заявки ¹â€”

Комитет по делам изобретений и открыткВ ори Совете Министров

СССР

При зритетв

Опубликовано 26.1.1972. Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 12.IV.1972

УД К 621.3.083.8:621.398 (088.8) Автор изобретения

В. А. Гайский

Морской гидрофизический институт AH Украинской ССР—Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕЛЕИЗМЕРЕКИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения температуры жидкостей, в частности морской воды.

Известные устройства для измерения температуры, использующие платиновые или медные термометры сопротивления в качестве датчиков, в которых параметр датчика преобразуют в аналоговый электрический сигнал, временной интервал пли цифровой код, имеют ряд недостатков, основным из них является погрешность от воздействия на датчик неизмеряемых параметров, сложность аппаратуры, низкая надежность и значительное потребление энергии.

Целью описываемого изобретения является упрощение дистанционной аппаратуры, уменьшение ее объема и потребления энергии, увеличение точности и надежности.

Эта цель достигается г1утем использования в дисганционном блоке линейных датчиков температуры с разными коэффициентами чувствительности и коммутатора на выходе линии связи, а в пункте сбора — источника напряжения постоянного уровня, делителя напряжения, образцового резистора, блока совпадения двух напряжений, триггера, генератора опорной частоты, управляемого вентиля, двоичного счетчика и блока управления.

Структурная схема описываемого устройства представлена на чертеже.

Датчики температуры 1 и 2 (платиновые термометры сопротивления) установлены в вы5 носном блоке, служащем для дистанционного измерения температуры.

Источник напряжения 8 постоянного образцового уровня подключен к делителю напряжения на резисторах 4, 5; опорный уровень на10 пряжения с выхода делителя поступает íà первый вход блока совпадения 6. Зарядный конденсатор 7 одним выводом подключен к выходу источника напряжения 8, а вторым выводом — ко второму входу блока совпадения 6 н

15 через переключатель 8 в положении «а» соединяется с разрядным резистором 9, в положе1tHH <<8>> — co входом линии связи 10, а B положении «с» — с образцовым резистором 11. Выход блока совпадения 6 соединен со входом

20 установки в нуль триггера 12, управляющего вентилем 13, через который сигнал опорной частоты от генератора 14 поступает на вход двоичного счетчика 15. Выход линии 10 соединен с блоком "îììóòàöèè 16, который управ25 ляет переключателем 17. Блок управления 18 предназначен для вьгдачи сигналов на триггер 12, счетчик 15 и переключатель 8.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени ключи 8 и 17

30 находятся в положении «а», а конденсатор

32745б разряжен., триггер 12 и счетчик 15 находятся в нулевом состоянии, вентиль 18 закрыт. Блок управления 18 вырабатывает сигналы, устанавливающие ключ 8 в положение «в» и триггер 12 в единичное состояние. От источника напряжения 8 перепад образцового напря>кения поступает на заряд конденсатора 7 по цепочке: конденсатор — линия связи — датчик.

В единичном состоянии триггер 12 открывает вентиль 18, через который сигнал опорной частоты от генератора 14 поступает на вход счетчика 15. На входе линии связи образуется сигнал переходного процесса, который определяется величиной зарядной емкости, сопротивлением линии и сопротивлением одного из датчиков, например l. Этот сигнал поступает на плечо блока совпадения 6, на второе плечо которого подается опорный уровень, образуемый на делителе 4, 5. В момент равенства напряжений на входах блока совпадения 6 последний вырабатывает сигнал совпадения, устанавливающий триггер 12 в нулевое состояние. При этом вентиль 18 открывается и прекращается поступление сигнала опорной частоты от генератора 14 на вход счетчика 15. На счетчике устанавливается двоичный код, соответствующий временному интервалу т переходного процесса с датчиком 1.

Импульс совпадения от блока 6 поступает также в блок управления 18, который вырабатывает сигнал коммутации ключа 8 в положение «а», достаточное для разряда конденсатора 7 через резистор 9.

От начального момента времени до момента совпадения сигнала переходного процесса с опорным уровнем блок коммутации 16 воспринимает импульс, по окончании которого им осуществляется коммутация ключа 17 в положение «в». Устройство приходит в исходное состояние. Аналогичным образом производится отсчет второго временного интервала т, при подключении датчика 2 и третьего временного интервала т при подключении образцового резистора 11.

Значение измеряемой температуры вычисляется по формуле:

1 — (ri — r,,)

K.» — hi т2 — Tl

ro

Т3 где ri, r — значения сопротивлений датчиков при температуре 0 С; Кь К. — коэффициенты чувствительности датчиков; r< -- сопротивление образцового резистора 11.

В случае, если используют образцовый конденсатор 7, то для определения измеряемой температуры достаточно двух отсчетов т1 и т и решения уравнения:

1 (Т2 — т(К вЂ” К С пу где С вЂ” величина емкости конденсатора 7; у — коэффициент деления .делителя 4, 5.

Достоинством устройства является то, что сопротивление линии связи, значения напряIp жений постоянного и опорного уровней, величина емкости и коэффициента деления делителя напри>кения не входят в результат измерения. Следовательно, к этим параметрам не нредьявляются требования стабильности за

1 время, большее, чем время однократного измерения. Исключается также погрешность от воздействия сопутствующих неизмеряемых параметров, например давления.

В случае малого влияния неизмеряемых па20 раметов используют только один датчик, выход линии связи коммутируют на датчик прн вычислении измеряемого параметра принимают равшям нулю.

С целью упрощения вычислений выход лн25 нни связи можно коммутировать на датчик и на образцовый резистор с сопротивлением, равным сопротивлению датчика в начале диапазона измерения.

Предмет изобретения

Устройство для телеиэмерения температуры, содержащее датчики температуры и источник напря>кения постоянного уровня, отличающееся тем, что, с целью уменьшения потребляемой

35 энергии и повышения точности измерений, оно содержит делитель напряжения, блок совпадения, зарядный конденсатор, разрядный резистор, переключатель, образцовый резистор, триггер, вентиль, генератор опорной частоты, 40 двоичный счетчик и блок управления, при этом выход источника напряжения постоянного уровня соединен с делителем напряжения, одним выводом разрядного резистора и одним выводом зарядного конденсатора, второй вы45 вод которого соединен с одним нз входов блока совпадения и через переключатель со вторым выводом разрядного резистора, средняя точка делителя напряжения подключена ко второму входу блока совпадения, выход кото5р рого подключен ко входу триггера и входу блока управления, выход триггера соединен с управляющим входом вентиля, второй вход которого подключен к выходу генератора опорной частоты, а выход соединен со входом

5. двоичного счетчика.

327456 1 22 т,а

Состави е. Ib В. 5blKoB

Текред 3. Тараненко

Редактор Б. Нанкнна

Ko:>ðектор T. Миронов а

Областная типография Костромского управления по печати

Заказ 938 Изд Мо 136 Тираж 448 11одписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5