Устройство для измерения температуры
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Сотоз Советскик
Социалистических
Республик
{5l)N. Кл. (22) ЗаЯвлено 21.10:81 (2l) 3348880/18 10 G 01 К 7/02 с присоединением заявки М— (23) Гееударствекнмй кемктет CCCt йе делам изееретеакй и еткрвпий Приоритет Опубликовано 23.02.83. Бимлетень,Рм 7 {53) ДК536.53 (088. 8) Дата опубликования описания 23.02.83 (72) Авторы изобретения B. р. иибульский, С. A. Ратннков и И. Н. ПфцейлывВ :..э: =-,, -. С L А» .р ;".;" . „,, Тюменский индустриальный институт @ "" т е им. Ленинского комсомола - --:-Н" ЯЛ „".":„;"g 3 и (7! ) Заявитель ЦЦ ôÓ(II..„. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ TEMfIEPATYPbI Изобретение относится к термометрии и может найти применение при температурных исследованиях в гляциологии, агрофизике, геокриологии. Известно устройство для измерения 5 температуры, содержашее цатчик температуры, поцключениый к аналого-цифровому преобразователю (AUII), генератор . импульсов, блок управления 513 .. Оцнако это устройство не обладает требуемой точностью измерения из-еа нестабильности его метрологических ха, ракте ристик. Наиболее близким по технической cymности к изобретению является устройство 15 для измерения температуры, соцержашее датчик температуры, подключенный через коммугагор к информационному вхоцу аналого-цифрового преобразова геля, «о вгорому вхоцу которого поцсоединен ге- 20 нератор импульсов, поцключенный цругим выходом ко вхоцу блока управления, оцин иэ выходов которого подсоединен ко второму вхоцу коммутатора $2) . Однак<> известное устройство не обла дает требуемой точностью измерения иэ эа недостаточной стабильности аналогоцифрового преобразователя, отсутствия учета нелинейности первичного измеритель ного преобразователя и самокалибровки. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет обеспечения самокалибровки и компенсации нелиней ности датчика Поставленная цель цостигаегся тем, что в устройство ввецены блок обраэцо вых резисторов, процессоров, запоминаю ший блок, цифропечатаюший регистратор и генератор сгабильного тока, выход которого соединен с блоком образцовых резисторов, поцключеннымт к цатчику температуры, а вгорой выхоц блока об раэцовых резисторов соединен с третьим вхоцом коммутатора, при этом инф6рмационный и управляюший вхоцы процессора поцключены к выхоцам аналого-цифрового преобразовагеля и запоминаюшего блока, а BbIxoQ процессора — к информационному 998872 3 вхопу цифропечатаюшего регистратора, цругой вхоц когорого подсоединен ко второму выходу блока управления, и его . третий выхоц поцключен к запоминаюшему блоку. S На чертеже представлено прецлагаемое уст ройс гво. Устройство содержит датчик 1 температуры (первичный преобразователь), коммутатор 2, аналого-цифровой преобра- М зователь 3, процессор 24, цифропечатаю- ший регистратор 5, генератор 6 импульсов, блок 7 образцовых резисторов, генератор 8 стабильного тока, запоминающий блок 9, блок 10 управления. Устройство работает слецуюшим образом, Через датчик температуры 1, в качесгве когорого используется термометр сопротивления и блок образцовых резис 20 торой, состояший из пвух соединенных послецовательно сопротивлений; протекает стабильный ток от генератора тока 8, созцаюший на них папение напряжения, пропорциональное сопротивлению (температуре ), В первом такге измерения коммутатор попключает.на вход аналого-цифрового преобразователя АЦП первый образцовый реэисгор блока 7, сопротивление которого (Р0) соответствует температуре ООС. На выходе АЦП появляется коц числа И = =КЭЙО+ п, гце К - крутизна преобразо-. вания; 3. ток ГСТ,,п некогОрая посто 35 \ янная величина, определяюшая сдвиг нулевой точки АИП. Во втором такте к АБП подключается второй образцовый резистор блока 7, сопротивление которого 9эт со- ответствует некоторой ненулевой эталонной р ур Р =R (1 a(t )+и, (21 rae oL - температурный коэффициент материала (температура сопро- При этом NT--Ê n,(t+cLt )+n, з) 50 где МЭТ- код на выходе АЦП. В третьем такте производится коммутация Hà ахоп АЦП цатчика температурытермометра сопротивления, Коц íà выходе. Allll. буцег равен NÄ=K3R (t+dtz)+n, (4) гпе t> - измеряемая температура. Полученные результаты измерения йО, < r, Nx обрабатываются микропроцессором 4 по формуле йх-йо 4„=A 1 (5) ЭТ 0 о где А - константа, численно равна в грацусах С. Попсгавляя в (5) значения о ° NЭт l4, легко убециться, что полученный результат не зависит ог К, 3. и 0, r.e. погрешность измерении, вызванная изменением крутизны преобразования и прей фом нуля АБП, а также временной песта бильносгью гока генератора тока, не сказывается на точности конечного ре- . зультата а. Программа работы микропроцессоров записана в постоянно запоминаюшем блоке.9, который с образцовыми резисторами блока 7 и генератором стабильного тока 8 образует сменный узел, что позволяет использсюагь прецлагаемое устройство пля различных типов первичных преобразователей температуры и разных грапуировок для каждого из них. Значение измерения температуры регистрируется цифропечатаюшим регистратором 5 с повышенной точностью, так как отсутствует погрешность измерения, вызванная изменением крутизны преобра-; зователя и нестабильностью измерительно го тока. Кроме того, использование, -: устройстве коммутатора, ПЗУ и цифрового регистр ратора позволяег строить многоканальные измерители температуры, значительно сокрашая при этом время измерения, а значит и требования к стабильности отдельных узлов и устройства в целом. Предложенное устройсгво сокрашаег время измерения, например,по сравнению с сушесгвуюшей методикой термометрических исслепований на газопроводе в 5-10 раз. Формула изобретения Устройство цля измерении температуры соцержашее цагчик температуры, попключенный через. коммутатор к информационному входу аналого-цифрового преобразователя, к второму вхоцу которого поц-. соединен генератор импульсов, поцключенный другим выхоцом к входу блока управ ления, оцни из выходов которого поцсоединены к второму вхопу коммутатора, .э ййй872 4 о т л и ч а ю щ е е:-с я тем, чго, с -- го-цифрового преобразователя и эапомицелью увеличения точности эа счет обес» наюшего блока, а выход процессора - а. печения самокалибровки и компенсации информационному входу пифропечатаюшего -нелинейности датчика; в устройство ввеце- регистратора, цругой sxoa которого поц . ны блок образцовых резисторов, процес- g соединен к второму выходу блока управсор, .запоминающий блок, дифропечатающий ления, и его третий выход поцключен к регистратор и генератор стабильного то- запоминаюшему блоку. ка, выход которого соецинен с блоком . Источйики информации, образцовых. резисторов, поцключенным к принятые во внимайие при экспертизе цатчику температуры, а второй выхоц 1й 1..Патент США М 376310, кл. блока обрмЫовых резисторов соединен кл. 4 01 К 7/24, опублик. 1973. с третьим входом коммутатора, при этом 2. Авторское свидетельство СССР информационнйй и управляющий входы М 621971, кл. G 01 К 7 02, процессора поцключены -к выхоцам впало- опублик. 1978 (прототип). Составитель А. Тереков Редактор В. Лазаренко Техрец Ж.Кастелевич Корректор М. Шароши Заказ 1130/63 Тираж 871. Поцписн се ВНИИПИ Государственного комитета СССР по целам изобретений и открытий 113035, Москва, >К-35, Раушская наб., a. 4/5 Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
