Устройство для измерения температуры

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 717563

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.01.78 (21) 2565756/18-10 с присоединением заявки М

Государственными коиитет

СССР (23 ) П ри оритет

Опубликовано 25:02.80. Бюллетень М 7 (5З) Уд K 536.531 (088.8) во NnaM нзобретенкй к открытий

Дата опубликования описания 25.02.80

В. В. Кочан, В. Ю. Мильченко, С. С. Зельманов и В.:А. Антоненков (72) Авторы изобретения (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение касается измерения температуры и может быть использовано при прецизионных измерениях.

Известны ycrpoAcraa для измерения температуры, содержащие преобразователь температуры с встроенным калибрагором, основу которого

5 составляет некоторое количесгво магериала с известной температурой плавления (11.

Однако эти устройства неудобны в эксплуатации, так как процесс измерения требует до10 вольно продолжительного времени.

Известно также устройство для измерения температуры, содержащее термоэлектрический гермомегр с калибратором M блок коррекции, подключенные к входам сумматора, автомати15 ческий компенсатор посгоянного тока, вход которого через комму|атор подключен к выходу сумматора, блок сравнения, входы которого подключены к источнику стандартиогосигнала и-через коммутатор к выходу сумматора, а выход — к входу блока коррекции (2).

Точность измерения этого усгройства ограничивается точностью калибровки, осуществляемой в процессе измерения, которая в свою очередь зависит or порога чувствительности схемы дифференцирования выходного сигнала термодатчика.

Цель изобретения — повышение точности и надежности измерения.

Это достигается тем, что в устройство для измерения температуры, содержащее термоэлектрический термометр с калибратором и блок коррекции, подключенные к входам сумматора ав гоматический компенсатор постоянного тока, вход которого через коммутатор подключен к выходу сумматора, и блок сравнения, входы которого подключены к источнику стандартного сигнала и через коммутатор к выходу сумматора, а выход — к входу блока коррекции, дополнительно введены генератор тактовых импульсов, два блока задержки, логическая схема и компаратор. Выход генерагора тактовых импульсов подключен к входу авгоматического компенсатора постоянного гока и через блок задержки к входу логической схемы, второй вход которой через компарагор соединен с управляющим выходом автоматического компенсатора постоянного тока, а выход подключен к

717563

З менение выходного сигнала термометра 1, осу ществляя процесс измерения. Если же происхо ьО йли íà его входе. После прохождения десятого импульса на вход десятичного счетчика 15, 3 .коммутатору и через второй блок задержки к

1управляющему входу генератора-тактовых импульсов. Логическая схема содерйит tенервтор " счетных импульсов, логический элемент И и счетчик, Генератор счетных импульсов подключен к входу элемента И, а счетчик к выходу этого элемента.

На фиг. 1 изображена структурная схема предложенного устройства; на фиг, 2 — струк., турная схема логического устройства, Устройство содержит термоэлектрический термометр 1 с встроенным калибратором, выход которого подключен к одному из входов сум.матора 2, к другому входу которого подклю. чей блок 3 коррекции. Выход сумматора 2 через коммутатор 4 соедийен с входоii автоматического компенсатора 5 постоянного тока. Второй выход коммутатора 4 и выход ис точника 6 стандартного сигнала подключены к входам блока 7 сравнения, выход которого соединен с управляющим входом блока 3 кор. рекции. Устройство Содержит также 1ейеражр

8 тактовых импульсов, выход которого соедийен С ylipавляющим входом автоматического компенсатора 6 постоянного тока. Выход генератора 8 через блок 9 задержки соединен с однйм из входов логического устройства 10. С другим-.входом логического устройства через компаратор 11 связай управляющий выход" ком,пенсагора 5. Выход логического устройства 10 соединен с управляющим входом коммутатора 4, второй блок 12 задержки связан с входом управления тактовым генератором 8. В качестве логйческого устройства может быть применей логический элемент И. Однако, с целью повышения надежности функционирования, пред. почтительно выполнение логического устройства по схеме фиг. 2. Логическое устройство содержит генератор 13 счетных импульсов," логический элеМент И 14 и счетчик 15 импульсов (тта- 4 прймер десятичный) .

Выход генератора 13 счетйь1х импульсов соединен с одним из входом элемента И 14, два других его входа образуют входы лоп1чвского устройстЬа 10. Выход элемента И 14 подключен 4 к входу десятичного счетчика 15, выходы ко торого и являются выходами логического уст. ройства 7.

Устройство работает следующим образом.

В режиме измерения выходной сигнал термоэлектрического термометра 1 стбйдывается сумматором 2 с корректирующим сигналом, обесПечйвающим компенсацию огклойейий"гращи- ровочной характеристики термоэлектрического термометра от стандартной. Выходной сигнал .сумматора 2 через коммутатор 4 поступает иа вход автоматического компенсатора 5. При переходе в калибровочный режим оператор переводят объект в режим постоянного нагрева или охлаждения. По команде оператора включается питание генератдра 8 тактовых импульсов. Тактовый импульс поступает на управляющий вход компенсатора 5, Для обеспечения функционирования автоматического компенсатора постоянного тока в цепи управлявшей обмотки привода компенсации компенсатора введен дополнительньш коммутатор. Под действием тактовых импульсов этот коммутатор отключает выход усилителя с обмотки управления двигателя на управляющий выход прибора. В момент t< подачи тактового импульса t1,на вход управления компенсатором

5 цепь обмотки управления двигателя рвется, и на схеме компенсации фиксируется потенциял, сттответствуютций выходному сигналу сумматора в момент t>, Одновременно с управляющим входом компенсатора 5 тактовый импульс поступает также на вход блока 9 задержки (ждущий мультивибратор), на выходе которого через время

У1 формируется выходной импульс, поступающий на один иэ входов логического элемента

И 14. Если за время выходной сигнал термоэлектрического термометра изменяется на величину, превышающую порог чувствительности усилителя компенсатора 5, срабатывает компаратор 11. При таком сочетании сигналов на входе элемента И 14 на его выходе сигнал не формируется. После окончания тактового имйУльса в момент t, выходной сигнал усилителя вновь поступает на управляющую обмотку

}двигателя компенсатора 5, и он отслеживает издит процесс фазового перехода материала калиб оатора, то выходной сигнал термометра остается строго постоянным, и через время С сигнал управления двигателем компенсатор 5 не вырабатывает. flop действием счетных импульсов, подаваемых генератором 13 на третий вход элемента И 14, на вход счетчика 15 также поступают импульсы. При этом компаратор 11 постоянно должен оставаться в состоянии, при котором сигнал управления отсутствует. Это исключает возможность формировании сигнала начала калибрования под действием случайной помехи в выходной цепи компаратора 11 последний срабатываЕт формируя сигнал, управляющий коммутатором 4. Коммутатор 4 ïeреключает выходной сигнал сумматора 2 на вход блока 7 сравнения, на другой вход которого поступает сигнал стандартной ЭДС, соот. ветствующей температуре фазового перехода калибратора, Если эти сигналы различны, н "" 717563 выходе блока 7 сравнения формируется сигнал управления блоком 3 коррекции. Величина корректирующего напряжения изменяется до тех пор, пока выходное напряжение сумматора ". сравняется с величиной стандартной ЭДС, фор- 5 мируемой источником 6. Кроме управляющего входа коммутатора 4 выходной сигнал счетчика 15 поступает на вход второго блока 12 задержки, в качестве которого также может быть применен ждущий мультивибратор. Через время т;,, превышающее время работы системы калибрования термометра (блок 3), на выходе блока 12 задержки формируется сигнал

„/ прекращения работы генератора 8 и сигнал сброса для всех логических устройств схемы. ,После этого устройство вновь переходит в режим измерения. Термоэлектрический термомет1э с встроенным калибратором может быть реализован на основе арматуры стандартного термометра, например ТХА, 0551 путем расположения 20 в наконечнике термометра колпачка из нержавеющей стали, заполненного, например, медь-алюминиевой эвгектикой, сурьмой или свинцом и изолированного гермостойким цементом. Горячий слой термометра располагается в массе реперного материала. Блок коррекции может быть выполнен на основе моста и стабилизированного источника напряжения. В плечо моста включен калиброванный реохорд с управляемым приводом, обмотки управления которого являются входом этого блока. Блок стандартного сигнала можег быль выполнен на основе источника опорного напряжения, например микросхем@ МП4801А и делителя. В качестве блока сравнения может быть применен стандарт;ный компаратор, например МК5801. Остальные блоки устройства также легко могут быть реализованы на стандартных элементах, например

ТТД логики.

Предложенное устройство может найти широ40 кое применение в различных отраслях промышленности для повышения точности измерения температуры технологических процессов.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения темперагуры, содержащее термоэлектрический термометр с калибратором и блок коррекции, подключенные к входам сумматора, автоматический компенсатор постоянного тока, вход которого через коммутатор подключен к выходу сумматора, блок сравнения, входа которого подключены к источнику Стандартного сигнала и через коммутатор к выходу сумматора, а выходк входу блока коррекции, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены генератор тактовых импульсов, два блока задержки, логическая схема и компаратор, причем выход генератора тактовых импульсов подключен к входу автоматического компенсатора посгоянного тока и через блок задержки к входу логической схемы, второй вход которой через компаратор соединен с управляющим выходом автоматического компенсатора постоянного тока, а выход подключен к коммутатору и через второй блок задержки к управляющему входу генератора тактовых импульсов.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, логическая схема содержит генератор счетных импульсов, логический элемент И и счетчик, причем генератор счетных импульсов .подключен к входу элемента И, а счетчик к выходу этого элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США У 3498310, G 01 К 7/02, опублик. 1969.

2. Авторское свидетельство СССР У 569876, кл. G01 К 7/02,,опублик. 1977 (прототип), 7175б3

Составитель 10. Андриянов

Редактор А. Шмелькин Техред М.Петко Корректор Ю. Макаренко

Заказ 9824/56 Тираж 713 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4