Устройство для измерения быстронарастающих температур

 

k

ОП ИСАЙ ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

III) 546793

Йоюз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.12.75 (21) 2194795/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15,02.77. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 21.03.77 (51) М. Кл. G 01К 3/10

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изооретений и открытнй (53) УДК 536.53(088.8) (72) Авторы изобретения

В. Г. Зубов, В.-М. И. Бардыло, H Г. Ковальчук, Е. С. Полищук и К, С. Семенистый (71) Заявитель

Физико-механический институт AH Украинской ССР (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ БЫСТРОНАРАСТАЮЩИХ

ТЕМП ЕРАТУР

Изобретение относится к области теплотехнических измерений и может быть использовано в системах автоматического контроля и управления теплотехническими процессами, например при измерении быстронарастающих температур газовых потоков в нестационарных условиях теплообмена.

Известны устройства для измерения быстронарастающих температур с цепью коррекции инерционности тер мопр еобр азов ателя, содержащие термопреобразователь с предварительным усилителем, выход которого подключен соответственно к первому входу сумматора и через корректирующую цепочку ко второму входу сумматора (1, 2).

Известно также устройство для измерения быстронарастающих температур (3), содержащее термопреобразователь с предварительным усилителем, выход которого подключен соответственно к первому входу сумматора и через корректирующую цепочку, состоящую пз последовательно включенных дифференцирующего звена и операционного усилителя с управляемым резистором, изменяющим коэффициент усиления усилителя, ко второму входу сумматора, и контур подстройки цепи коррекции, состоящий из дифференциатора, электронного ключа и запоминающего конденсатора.

Недостатками известного устройства являются низкая точность измерения температуры, обуслоьленная наличием в контуре подстройки цепи коррекции ключевых элементов, обладающих характерными для нпх дрейфом нулевого уровня и остаточным напряжением, не позволяющим достичь высокой точности подстройки цепи коррекции, а также сложность устройства, обусловленная сложностью контура подстройки.

Для повышения точности измерения темпе10 ратуры в предлагаемое устройство введен логарифмический усилитель, вход которого подключен к выходу дифференцпрующего звена, а выход через дифференцпатор подключен к управляемому резистору.

На чертеже показана блок-схема описываемого устройства, содержащего термопреобразователь 1, предварительный усилитель 2, дифференцирующее звено 3, операционный усилитель 4 с управляемым резистором 5, выполнен20 ным, например, в виде полевого транзистора, сумматор 6, регистрирующее устройство 7, логарифмический усилитель 8 и дпфференциатор 9.

Логарифмический усилитель 8 и дпфферен25 циатор 9 образуют контур настройки цепи коррекц III, который обеспечивает условие оптимальности настройки цепи коррекции (равенство постоянной времени цепи коррекции показателю тепловой инерции применяемого тер30 мопреобразователя).

540793

Контур настройки определяет текущее значение показателя тепловой инерции термопреобразователя 1. Определение контуром настройки показателя тепловой и нерции термопреобразователя осуществляется следующим образом.

Скачок нарастающей температуры вызывает на выходе термопреобразователя напряжение, изменяющееся в регулярном тепловом режиме по экспоненциалвному закону.

На выходе дифференцирующего звена 3 образуется экспоneíöèàëüíî затухающее напряжение вида:

U (t) = gU e где Uo — установившееся значение выходного напряжения термопреобразователя; К вЂ” коэффициент усиления канала предварительного усиления и дифференцирования; Т вЂ” показатель тепловой инерции термопреобразователя.

Поступая на логарифмический усилитель 8, напряжение дифференцирующего звена логарифмируется и принимает вид:

U,(t) = 1nU(t) = 1п(К /О) — — . (2)

Выходное напряжение логарифмического усилителя дифференцируется дифференциатором 9: л() (3}

dt Т где К вЂ” коэффициент пропорциональности.

На выходе дифференциатора 9 образуется напряжение, пропорциональное значению показателя тепловой инерции применяемого термопреобразователя. Это напряжение управляет величиной сопротивления резистора 5, обеспечивая при этом изменение коэффициента усиления операционного усилителя 4 пропорционально изменению значения показателя тепловой инерции термопреобразователя.

Устройство для измерения быстронарастающих температур работает следующим образом.

Напряжение с выхода термопреобразователя после усиления предварительным усилителем 2 поступает на первый вход сумматора и на корректирующую цепочку, состоящую из дифференцирующего звена 3 и операционного усилителя 4 с управляемым коэффициентом усиления при помощи резистора 5. С выхода корректирующей цепочки сигнал поступает на второй вход сумматора. Постоянная времени корректирующей цепочки изменяется сигналом, вырабатываемым контуром настройки.

С выхода сумматора напряжение скорректированного сигнала термопреобразователя, соответствующее значению входного воздействия нарастающей температуры, поступает на регистрирующее устройство.

Исключение из контура настройки ключевых элементов позволяет повысить точность настройки цепи коррекции, что особенно существенно при измерении тепловых процессов с малыми амплитудами перепада температур.

Формула изобретения

Устройство для измерения быстронарастающих температур, содержащее термопреобразователь с предварительным усилителем, выход которого подключен соответственно к первому входу сумматора и через последовательно включенные дифференцирующее звено и операционный усилитель с управляемым резистоЗО ром ко второму входу сумматора, дифференциатор и регистрирующее устройство, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения температуры, в него введен логарифмический усилитель, вход которо35 го подключен к выходу дифференцирующего звена, а выход через дифференциатор подключен к управляемому резистору.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

40 1. Авторское свидетельство СССР № 384027, М. Кл G 01К 7/14, 1971.

2. В. Е. Шукшунов. «Корректирующие звенья в устройствах измерения нестационарных температур», М., «Энергия», 1970.

45 3. Авторское свидетельство СССР № 346598, М. Кл.2 G 01К 3/10, 1970.

546793

Составитель В. Куликов

Техред 3. Тарасова

Корректор А. Степанова

Редактор И. Шейкин

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 358/19 Изд. 14 195 Тираж 829 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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