CS195306B2

CS195306B2 - Connection for measuring the quantity of heat consumed in the heat consumer

Info

Publication number: CS195306B2
Application number: CS761631A
Authority: CS
Inventors: Hans-Peter Jernss; Uwe Kaauss
Original assignee: Jernss Hans Peter; Uwe Kaauss
Priority date: 1975-03-13
Filing date: 1976-03-12
Publication date: 1980-01-31
Also published as: DK106976A; GB1546507A; FR2304066B3; YU63276A; FR2304066A1; NL7602547A

Description

Vynález se týká zapojení pro měření množství tepla spotřebovaného v tepelném spotřebiči, opatřeného teplotním čidlem v přívodním potrubí a dalším teplotním čidlem ve zpětném potrubí, jimiž je tepelný spotřebič připojen na oběh proudového média, s počítačem proudového média a měřicím zařízením teplotního rozdílu mezi přívodním a vratným potrubím, na jejichž výstupu působí signál úměrný právě se vyskytujícímu teplotnímu rozdílu.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a circuit for measuring the amount of heat consumed in a heat sink having a temperature sensor in the supply line and a further temperature sensor in the return line to connect the heat appliance to the flow medium, with a flow medium counter and a temperature difference measuring device. pipelines, whose output is a signal proportional to the current temperature difference.

Zásadně je známo měření množství tepla mechanickými přístroji nebo pomocí elektronickýcli zařízení. Dosud známá zařízení však nedávají zcela uspokojivé výsledky, protože jak u mechanických přístrojů, tak i u elektronických zařízení se vyskytují značné nevýhody.In principle, it is known to measure the amount of heat by means of mechanical devices or by means of electronic devices. However, the prior art devices do not give completely satisfactory results, since both mechanical devices and electronic devices have considerable disadvantages.

U mechanických počítačů se objem protékající teplonosné látky násobí rozdílem teplot a teplotným součinitelem, aniž by bylo třeba pomocné energie. Jako objemových počítadel se používá křídlových nebo Voltmanových počítadel, zatímco jako teplotní čidla přicházejí v úvahu rtuťová a bimetalová čidla anebo teplotní čidla působící na principu měření viskozity.For mechanical computers, the flow rate of the heat transfer medium is multiplied by the temperature difference and the temperature coefficient without the need for auxiliary energy. The volume counters used are wing or Voltman counters, while the temperature sensors are mercury and bimetallic sensors or temperature sensors acting on the principle of viscosity measurement.

Takové mechanické přístroje však vyžadují obsluhu a ošetřování, podléhají opoz třebení, přitom jsou výrobně nákladné a vyznačují se malou přesností.However, such mechanical devices require servicing and maintenance, are subject to wear and tear, yet are expensive to manufacture and have low accuracy.

U elektronických přístrojů se vychází buď z měření objemu nebo z měření průtoku. Při měření objemu se elektrická veličina úměrná protékajícímu množství vody násobí v určitých časových intervalech rozdílem teplot a tepelným součinitelem, a výsledek se během doby integruje. Při měření průtoku se potom elektrická veličina úměrná protékajícímu množství vody násobí rozdílem teplot a tepelným součinitelem a výsledek se během doby integruje. V tomto případě se často používá odporových teploměrů nebo tepelných prvků jako teplotních čidel.Electronic instruments are based either on volume measurement or flow measurement. In volume measurement, the electrical quantity proportional to the flowing water quantity is multiplied at certain time intervals by the temperature difference and the thermal coefficient, and the result is integrated over time. When measuring the flow, the electrical quantity proportional to the flowing water quantity is then multiplied by the temperature difference and the thermal coefficient and the result is integrated over time. In this case, resistance thermometers or thermal elements are often used as temperature sensors.

Elektronické přístroje lze dále odlišovat podle toho, zda měřicí signály se zpracovávají analogově nebo digitálně.Electronic devices can be further distinguished according to whether the measurement signals are processed analog or digital.

Při analogovém zpracování je třeba analogového integrátoru s analogovým násobením. Přitom je sice možná jednoduchá konstrukce, avšak potom nejsou ani linearita, ani přesnost uspokojivé, přičemž zároveň teplotní i dlouhodobé zjevy zkreslují výsledky měření, což vede také k chybám nulového hodu při integraci.For analog processing, an analog integrator with analog multiplication is required. Although simple construction is possible, then neither linearity nor accuracy are satisfactory, while both temperature and long-term phenomena distort the measurement results, which also leads to zero-throw errors in integration.

Při digitálním zpracování výsledků měření elektronických přístrojů je třeba dvou analogových digitálních měničů, jedné di195306Two analogue digital converters, one di195306, are required for digitally processing the measurement results of electronic devices

9 S 3 O 8 gitální násobičky a jednoho digitálního integrátoru. Při tomto vybavení lze dosáhnout uspokojivé linearity, vysoké přesnosti, teplotní závislosti, dlouhodobé stability a malé chyby nulového bodu. Nevýhodou takových přístrojů jsou však vysoké pořizovací náklady na příslušné konstrukční prvky.9 S 3 O 8 guitar multipliers and one digital integrator. With this equipment, satisfactory linearity, high accuracy, temperature dependence, long-term stability and small zero-point errors can be achieved. The disadvantage of such devices, however, is the high cost of construction.

Vynález má za úkol vytvořit způsob a zapojení v úvodu zmíněného druhu, které by umožnilo jednoduchým způsobem a s podstatně nižšími náklady měřit trvale a spolehlivě spotřebované množství tepla s jakoukoliv požadovanou přesností.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method and connection of the kind mentioned at the outset which makes it possible in a simple manner and at a substantially lower cost to measure the quantity of heat consumed consistently and reliably with any desired accuracy.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že vodoměr je vytvořen jako vysílač impulsů na vysílání impulsu pro předem nastavitelné dílčí množství, přičemž na vodoměr je zapojen první vstup impulsového generátoru a druhý vstup je spojen s měřicím zařízením sestávajícím z odporových teploměrů a diferenčního zesilovače, zatímco na výstupu z impulsového generátoru je připojeno vedení pro přenos impulsů, jejichž trvání je úměrné teplotním rozdílům mezi přívodním potrubím a vratným potrubím, přičemž k výstupu z impulsového generátoru je pomocí vedení připojeno integrační ústrojí pro délku jednotlivých impulsů.SUMMARY OF THE INVENTION The water meter is configured as a pulse transmitter for transmitting a pulse for a preset sub-quantity, the first input of the pulse generator being connected to the water meter and the second input connected to a measuring device consisting of resistance thermometers and a differential amplifier. a pulse transmission line is connected from the pulse generator, the duration of which is proportional to the temperature differences between the supply line and the return line, and to the output of the pulse generator an integration device for the length of individual pulses is connected via a line.

Velkou výhodou zapojení podle vynálezu je, že stabilita po delší provozní dobu závisí prakticky již pouze na spolehlivosti zdroje vztažného napětí, nebo vztažného proudu, který je použit k tomu, aby byly zachyceny žádoucím způsobem impulsy vysílané impulsovým generátorem s přihlédnutím k právě se vyskytujícím teplotním rozdílům mezi přívodním a vratným potrubím, znásobené tepelným součinitelem.A great advantage of the circuitry according to the invention is that stability over a longer operating time depends practically only on the reliability of the reference voltage source or the reference current that is used to pick up the pulses emitted by the pulse generator in the desired way. between the supply and return pipes, multiplied by the thermal coefficient.

Při uspořádání podle vynálezu se tedy vytvoří časově závislá veličina, totiž v průběhu času spotřebované množství tepla, jako produkt dvou na sobě nezávislých časově proměnlivých dílčích veličin a součinitele, totiž průtočného množství protékajícího média na jedné straně a rozdílu teplot protékajícího média v přívodním potrubí a vratném potrubí na straně druhé a konstantního středního tepla, přičemž však se stále evidují proměnlivé dílčí veličiny. Podle vynálezu je signál představující průtočné množství protékajícího média v podobě vzájemně stejných nebo velmi malých dílčích integrálů rozkládán v závislosti na čase do jednotlivých impulsů, které odpovídají velmi malým množstvím protékajícího média, dále každým jednotlivým impulsem se vyvolá ve své délce měnitelný impuls, jehož trvání či délka se nastavuje úměrně teplotnímu rozdílu měřenému při vzniku jednotlivých impulsů, násobenému tepelným součinitelem, a konečně se různě dlouhé zhodnocovací impulsy podle své délky integrují.In the arrangement according to the invention, a time-dependent quantity, namely the amount of heat consumed over time, is produced as a product of two independent time-varying partial quantities and a coefficient, namely the flow rate of the flowing medium on one side and the temperature difference of the flowing medium in piping on the other side and constant mean heat, but variable quantities are still recorded. According to the invention, the signal representing the flow rate of the flowing medium in the form of mutually identical or very small partial integrals is decomposed over time into individual pulses corresponding to very small quantities of flowing medium, further each pulse generates a variable pulse. the length is set in proportion to the temperature difference measured at the time of the individual pulses, multiplied by the thermal coefficient, and finally the differently appreciated pulses are integrated according to their length.

Podle výhodného dalšího význaku vynálezu je vytvořen korekční stupeň pro přeměnu výchozího signálu vodoměru na opravený signál podle vztahu lk rries ⁼ lineš [í 4- COnSt. (Ty Tr } ]According to an advantageous further feature of the invention, a correction step is provided for converting the water meter's initial signal into a corrected signal according to the relation 1k rries ⁼ linear 4 - COnSt. (Ty Tr)]

Provedením podle vynálezu lze podstatně zvýšit přesnost měření, protože se tímto způsobem přihlíží k závislosti měrného tepla vody a objemu na teplotě. Tak lze dosáhnout poměrně malými náklady na zapojení podle vynálezu značného zvýšení přesnosti měření, takže v porovnání k známým zařízením se dosahuje značného technického pokroku.With the embodiment according to the invention, the measurement accuracy can be considerably increased since the specific heat of water and volume dependence on temperature is taken into account in this way. Thus, the comparatively low wiring costs according to the invention can achieve a considerable increase in the measurement accuracy, so that considerable technical progress is achieved in comparison with known devices.

Podle dalšího obzvláště výhodného provedení vynálezu se předpokládá, že . každé odporové čidlo je opatřeno čtyřžílovým vedením, jehož jednotlivé žíly jsou zapojeny tak, že v sérii s každým odporovým čidlem leží součet dvojnásobných odporů jednotlivých žil každého měřicího vedení, přičemž každé odporové čidlo je připojeno přes dvojitý přepínač na jeden proudový zdroj a přepínač periodicky střídavě přivádí proud proudového zdroje do odporového čidla, zatímco proud druhého proudového zdroje do druhého odporového čidla a v následujícím časovém intervalu naopak.According to another particularly advantageous embodiment of the invention, it is provided that:. each resistance sensor is fitted with a four-wire line whose individual wires are connected in such a way that in series with each resistance sensor lies the sum of the double resistances of the individual wires of each measuring line, each resistance sensor being connected via a double switch to one current source current of the current source to the resistance sensor, while the current of the second current source to the second resistance sensor and vice versa.

Použití tohoto řešení předmětu vynálezu má velké výhody, a to že přesnost měření se stává prakticky nezávislou na délce vedení mezi odporovými čidly a měřicí elektronikou, takže při instalaci není třeba brát zřetel na okolnost, zda jsou nutná různě dlouhá vedení nebo zda za daných poměrů může být v důsledku velké délky vedení negativně ovlivněna přesnost měření. Tím se ovšem instalace podstatně zjednoduší.The use of this solution of the invention has great advantages in that the measuring accuracy becomes virtually independent of the length of the line between the resistance sensors and the measuring electronics, so that the installation does not have to take into account whether different lengths of lines are required or the accuracy of the measurement may be adversely affected due to the long cable length. However, this simplifies installation considerably.

Kromě toho podle vynálezu odpadá nutnost použít obzvláště stabilní a poměrně drahé konstrukční prvky.In addition, according to the invention, there is no need to use particularly stable and relatively expensive components.

Podle vynálezu se již ani nevyskytuje závislost citlivosti měření teplotního rozdílu na absolutní teplotě.According to the invention, there is no longer any dependence of the sensitivity of the temperature difference measurement on the absolute temperature.

Rušivé vlivy na měřicí vedení, kterým se v četných případech nelze vyhnout, protože zdroje poruch bud nejsou známy, nebo je nelze odstranit nebo se vyskytnou dodatečně, nemohou podle vynálezu již ovlivnit nepříznivě výsledek měření. Zejména nestejné rušivé vlivy na měřicí vedení, které u známých zařízení jsou obzvláště závažné, lze podle vynálezu zcela vyloučit.Disruptive influences on the measuring line, which in many cases cannot be avoided, because the sources of the faults are either unknown or cannot be eliminated or occur afterwards, can no longer adversely affect the measurement result according to the invention. In particular, unequal disturbances to the measuring lines, which are particularly serious in the known devices, can be avoided completely according to the invention.

Podstata vynálezu je podrobněji vysvětlena na příkladných provedeních, přičemž na výkresu značí obr. 1 blokové schéma zapojení podle vynálezu pro počítadlo množství tepla předávaného do vodního oběhu, obr. .£ různé signální diagramy sloužící k vysvětlení činnosti zapojení z obr. 1, obr. 3 blokové schéma výhodného provedení předmětu vynálezu se zřetelem na korekční součinitel, obr. 4 a S schéma můstkového zapojení pro vysvětlení uspořádání sloužícího ke korekci délky vedení a obr. 6 výhodné provedení předmětu vynálezu pro korekci délky vedení.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of the invention for a counter for the amount of heat transferred to the water circuit; FIG. 5 shows various signal diagrams for explaining the operation of the circuit of FIG. 1, FIG. FIG. 4 and S are a circuit diagram for explaining a line length correction arrangement; and FIG. 6 is a preferred embodiment of the invention for correcting line lengths.

Na obr. 1 je znázorněno schéma zapojení počítadla množství tepla, sloužícího k stálému měření tepla spotřebovaného v teβ.Figure 1 shows a diagram of the heat quantity counter used for the constant measurement of the heat consumed in teβ.

pelném spotřebiči, který je připojen přívodním potrubím. 12 a vratným potrubím 14 na vodní oběh.The appliance is connected to the inlet pipe. 12 and water return line 14.

Do· přívodního potrubí 12- je jako teplotní, čidlo vložen odporový teploměr 16 a do· vratného potrubí 14 další odporový teploměr 18, které vysílají analogový elektrický signál· úměrný měřené teplotě.A resistance thermometer 16 is inserted into the supply line 12 as a temperature sensor and another resistance thermometer 18 is provided in the return line 14, which sends an analogue electrical signal proportional to the temperature measured.

Výchozí signál obou odporových teploměrů 16, 1.8 se přivádí do diferenčního zesilovače- 20, u něhož záleží méně- na zesilovacím činiteli,, který zásadně může být i roven jedné, spíše však je důležité, aby byl stále k disposici analogový signál úměrný rozdílu měřené teploty.The initial signal of the two resistance thermometers 16, 1.8 is fed to a differential amplifier 20, which depends less on the amplification factor, which in principle may be equal to one, but rather it is important that an analogue signal proportional to the temperature difference is still available. .

Kromě toho je. ve vratném potrubí 14 uspořácLán vodoměr 22, který vysílá na elektrické vedení 24 impulsy z, z nichž každý odpovídá předem nastavitelnému a zejména·. malému množství vody,, řádově jednomu krychlovému centimetru.Besides, it is. a water meter 22 is arranged in the return line 14, which transmits pulses z, each of which corresponds to a pre-adjustable and, in particular, to the power line 24. a small amount of water, on the order of one cubic centimeter.

Im-pulsy z- jsou vedením 24 předávány, od vodoměru 22 na vstup do generátoru 26, který při obdržení impulsu z vyšle signál, jehož délka je měnitelná. Délka takových impulsů z je ovládána signálem, vedeným od diferenčního zesilovače 28 k dalšímu vstupu do generátoru 26. Výstup z diferenčního zesilovače 20 je vedením 28 spojen s dalším vstupem do generátoru 26, přičemž tento vstup lze označit jako· ovládací vstup, na němž se stéle projevuje právě měřený teplotní rozdíl mezi přívodním potrubím 12 a vratným potrubím 14. Jakmile impuls z od vodoměru 22 vyvolá v generátoru 26 impuls, potom tento impuls pomocí signálu teplotního rozdílu, který se v okamžiku vzniku projevuje na ovládacím vstupu do generátoru 26, se mění, popřípadě moduluje, a to takovým způsobem, aby délka impulsu byla úměrná signálu teplotního rozdílu. Pokud jde. o přístrojovou techniku,, lze to uskutečnit zejména výbojem lineárně se vybíjejícího kondensátorového obvodu, jehož kondensátorový náboj byl předem určen v závislosti na právě se vyskytujícím signálu teplotního rozdílu.The pulses z are passed by line 24 from the water meter 22 to the input to the generator 26, which upon receipt of the pulse z sends a signal whose length is variable. The length of such pulses z is controlled by a signal from the differential amplifier 28 to the next input to the generator 26. The output of the differential amplifier 20 is connected via a line 28 to another input to the generator 26, which input can be referred to as the control input. the measured temperature difference between the supply line 12 and the return line 14 is present. As soon as the pulse from the water meter 22 generates a pulse in the generator 26, this pulse changes by means of the temperature difference signal present on the control input to the generator 26. or modulates in such a way that the pulse length is proportional to the temperature difference signal. As far as it goes. In particular, this can be accomplished by the discharge of a linearly discharging capacitor circuit, the capacitor charge of which has been predetermined depending on the temperature difference signal that is present.

Tímto způsobem modulované impulsy b se od generátoru 26 předávají vedením 30 k vstupu do součinového hradla 32. Druhý vstup do tohoto součinového hradla 32 je spojen vedením 34 s vysokofrekvenčním taktovým oscilátorem 38, zatímco součinovým hradlem 32 propuštěné synchronisační impulsy p se vedou vedením 38 k impulsovému elektroměru 40.The modulated pulses b are transmitted from the generator 26 via the line 30 to the input to the product gate 32. The second input to the product gate 32 is connected via line 34 to the high-frequency clock oscillator 38, electrometer 40.

Funkce zapojení znázorněného schématicky na obr. 1 je v dalším podrobněji vysvětlena podle obr. 2. V horním diagramu je na svislou osu vynesen analogový a časově závislý signál rozdílu teplot £T, jak je předáván diferenčním zesilovačem 20 a na vodorovnou ošu čas t. V dalším diagramu je znázorněno průtočné množství d vody ve vratném potrubí 14 v závislosti na čase t. Průtočné množství d se dělí již ve vodoměru 22 v podstatě v podobě vzájemně aThe wiring function shown schematically in FIG. 1 is explained in more detail below in FIG. 2. In the upper diagram, an analogue and time-dependent temperature difference signal T is transmitted to the vertical axis as transmitted by the differential amplifier 20 and to the horizontal ear time t. a further diagram illustrates the flow rate d of water in the return line 14 as a function of time t. The flow rate d is already distributed in the water meter 22 substantially in the form of one another and

stejných, zejména velmi malých, dílčích množství, přičemž pokaždé, dosáhue-li se takového předem určeného dílčího množství, vodoměr 22 vyšle impuls z. Každý impuls z vyvolá v generátoru. 26, jak již uvedeno, délkově měnitelný impuls fa, jehož délka je úměrná velikosti signálu teplotného rozdílu v okamžiku vyvolání a. Impulsy b, naznačené v následujícím diagramu, jsou již odvozeny od signálu teplotného rozdílu, který se v okamžiku jejich vyslání projevoval rovněž aa generátoru 26.equal, especially very small, sub-amounts, each time such a predetermined sub-amount is reached, the water meter 22 emits a pulse z. Each pulse z generates in the generator. 26, as already mentioned, the length-varying pulse fa, whose length is proportional to the magnitude of the temperature difference signal at the time of induction a. The pulses b, indicated in the following diagram, are already derived from the temperature difference signal 26.

Jakmile se jeden z impulsů b dostane k součinovému hradlu 32, toto. propouští synchronizační frekvenční impulsy taktového oscilátoru 36, a to tak dlouhou dobu, až impuls b skončí.Once one of the pulses b reaches the product gate 32, this. it transmits the synchronization frequency pulses of the clock oscillator 36 until pulse b is complete.

Synchronizační impulsy p, propuštěné součinovým hradlem 32', se potom stále sečítají v impulsovém elektroměru 40. Impulsy b, které jsou zpravidla nestejně dlouhé, se tak pomocí synchronizačních impulsů p integrují v závislosti na čase, tímže se jednoduše secítá počet synchronizačních impulsů p odpovídající délce právě se vyskytujícího signálu.The synchronization pulses p, released by the product gate 32 ', are then still added together in the pulse electricity meter 40. Thus, the pulses b, which are generally unequal in length, are thus integrated over time using the synchronization pulses p, thereby simply counting the number of synchronization pulses corresponding to length. current signal.

Přesnost dosažitelná uspořádáním podle obr. 1 je tedy závislá v podstatě na přesnosti vodoměru 22 a na stabilitě zapojení v generátoru 26, to znamená na dlouhodobé stabilitě zdroje napětí, popřípadě proudu, jaká bývá obvykle v generátoru 26.The accuracy attained by the arrangement of FIG. 1 is thus essentially dependent on the accuracy of the water meter 22 and the stability of the wiring in the generator 26, i.e. the long-term stability of the voltage or current source, as usually in the generator 26.

Obvykle se jako teplonosná látka používá voda, jejíž měrně teplo c_p(T) a objem V(T) jsou funkcemi teplot. Předpokládáme-li pro uvedenou závislost lineární průběh, potom to neodpovídá skutečným poměrům a ovlivňuje to negativně přesnost měření. S uspořádáním, jaké je příkladně naznačeno na obr. 3, lze však dosáhnout podstatně vyšší přesnosti tím, že se bere zřetel na závislost měrného tepla a objemu vody na průběhu teploty a na nelinearitě použitých tepelných čidel v závislosti na teplotě.Typically, water is used as the heat carrier, whose specific heat c _p (T) and volume V (T) are functions of temperatures. If we assume a linear curve for the given dependence, then it does not correspond to the real ratios and it affects the accuracy of the measurement negatively. However, with the arrangement shown in FIG. 3, considerably higher accuracy can be achieved by taking into account the dependence of specific heat and water volume on temperature and the non-linearity of the temperature sensors used as a function of temperature.

Tepelnou energii předanou v tepelném výměníku a měřenou počítačem množství tepla lze, jak známo; vyjádřit tímto vztahem Q = v_R (T_v - T_R) Kr (T_v, T_r) = V_R. (T_v (Tv τ i ^CP ^lTK ^1RJ · Vr (TjThe heat energy transmitted in the heat exchanger and measured by the heat quantity computer can be known; expressed by this relation Q = in _R (T _v - T _R ) Kr (T _v , T _r ) = V _R. (T _v (Tv t i ^C P ^lT K ^1RJ · Vr (Tj

Přitom značíDoing so means

T_v absolutní teplotu teplonosné látky v přívodním potrubí aT _in absolute temperature of the heat transfer medium in the supply line a

T_R absolutní teplotu teplonosné látky ve vratném potrubí.T _R absolute temperature of the heat transfer medium in the return pipe.

Vratný objem V_R je udáván měřicím přístrojem jako přesná měřená hodnota. Signály vycházející z tepelných čidel (Pt 100) je třeba opravit na nelinearitu podle DIN 43760. Nelinearita, vyjádřená korekčním činitelem K_R (T_v, T_R), vyplývá ze sdělení Fyzikálně technického ústavu (Physikalisch-technische Bundesanstalt) „Tabulky tepelných součinitelů K vody pro zkoušení počí8 tačů tepla“, PTB-Mitteilung 84 6/74 od Dr. H. Magdeburga.The return volume V _R is indicated by the measuring instrument as the exact measured value. The signals coming from the thermal sensors (Pt 100) must be corrected for non-linearity according to DIN 43760. The non-linearity, expressed by the correction factor K _R (T _v , T _R ), is based on the Physikalisch-technische Bundesanstalt. water for testing heat counters', PTB-Mitteilung 84 6/74 by Dr. Bier. H. Magdeburg.

Sloučení tří veličin ovlivňujících nelinearitu dává celkový korekční činitel K_ges, který nelze pro teploty vyskytující se u domovních vodoměrů vyjádřit taktoThe combination of three variables affecting non-linearity gives a total correction factor K _ges , which cannot be expressed as follows for temperatures occurring in domestic water meters

Q = V_R (Tv - T_R) . K_ges ·Q = V _R (Tv-T _R ). K _ges ·

Uspořádání znázorněné na obr. 3 pracuje v podstatě podle principu postupného sečítání pulsových skupin, přičemž do impulsního elektroměru, udávajícího výsledek měření, se přivádí impulsní skupiny s četností otáček objemového měřicího kolečka, přičemž počet impulsů na skupinu je úměrný měřenému rozdílu teplot T_v — T_R. Korekce ovlivňuje počet Z impulsů ve skupině tak, že nejdříve se vyskytujícíThe arrangement shown in Fig. 3 operates substantially in accordance with the principle of progressive summation pulsed groups, and to a pulse meter indicative of the measurement result is fed the pulse group with a frequency speed displacement of the measuring wheel, whereby the number of pulses per group is proportional to the measured temperature difference _T - T _R. The correction affects the number of Z pulses in the group so that it first occurs

Z = const. I_mes. (T_v — T_R) (1) se převádí do korigovaného počtu Z_k impulsůZ = const. I _mes . (T _v - T _R ) (1) is converted to the corrected number of Z _k pulses

Z_k = Z . K_ges = Z [1 + const. (T_v — T_Rj] Í2)Z _k = Z. K _ges = Z [1 + const. (T _v - T _R j] 12)

Přitom značí I_mes měřicí proud protékající teplotními čidly.I _mes indicates the measuring current flowing through the temperature sensors.

Toho se dosáhne příslušnou zpětnou vazbou přes měnič 50 proudového napětí, přičemž se sečítá proud (v podstatě Z), úměrný měřenému rozdílu teplot, o vhodné intenzitě s konstantním proudem I_mes protékajícím oběma odporovými teploměry 16,18, takže jejich signály při velkých teplotných rozdílech se neúměrně zvýší. Tímto způsobem zvětšený měřicí proud lk rnes — Imes [ 1 4 COnSt . (Ty · TrJ J (3) způsobí žádoucí korekturu, jak lze prokázat dosazením výrazu (3j do rovnice (1).This is achieved by appropriate feedback through the current-voltage converter 50, adding up a current (substantially Z) proportional to the measured temperature difference, of appropriate intensity with a constant current of I _mes flowing through the two resistance thermometers 16.18 so that their signals at large temperature differences will increase disproportionately. The measured measuring current lk rnes - Imes [14 COnSt. (Ty · TrJ J (3) causes the desired correction, as can be proved by substituting the expression (3j in equation (1)).

Korekční proud úměrný měřenému teplotnému rozdílu lze získat z napětí úměrného teplotnému rozdílu. Příslušný signál je k dispozici na výstupu z diferenčního zesilovače 51 jako stejnosměrné napětí. Alternativně lze použít také trojúhelníkového, popřípadě pilovitého integrovaného napětí měniče 52 počtu proudových impulsů, pracujícího podle principu dvojnásobné změny rychlosti.The correction current proportional to the measured temperature difference can be obtained from the voltage proportional to the temperature difference. The corresponding signal is available at the output of the differential amplifier 51 as a DC voltage. Alternatively, the triangular or sawtooth integrated voltage of the pulse number converter 52 operating according to the double speed change principle may also be used.

V dalším je podle obr. 6 popsáno uspořádání, které lze použít s výhodou pro korekci délky vedení. Teplotný rozdíl v topných obvodech lze, zjistit pomocí dvou platinových obvodů pro měření množství tepla (například Pt 100, Pt 500, Pt 1000). Požaduje-li se přesnost větší než 0,1 °C, potom je třeba kromě dříve popsaného postupu ještě dalších opatření. Odporové teploměry 16, 18 v přívodním potrubí .12 a vratném potrubí 14 mají podle své tělesné teploty určitý odpor. Rozdílu hodnot těchto odporů úměrné napětí se vytváří vhodnou měřicí elektronikou. V podstatě se to uskutečňuje tak, že oběma odporovými teploměry 16, 18 protéká stejný stejnosměrný proud, přičemž příslušné úbytky napětí se zesilují a příslušné signály se od sebe odčítají.Next, according to FIG. 6, an arrangement is described which can be used advantageously for correcting the length of the conduit. The temperature difference in the heating circuits can be determined using two platinum circuits for measuring the amount of heat (for example Pt 100, Pt 500, Pt 1000). If an accuracy of more than 0.1 ° C is required, further measures are required in addition to the procedure described above. The resistance thermometers 16, 18 in the supply line 12 and the return line 14 have a certain resistance depending on their body temperature. The difference of the values of these resistances proportional to the voltage is generated by suitable measuring electronics. Essentially, the same direct current flows through the two resistance thermometers 16, 18, the respective voltage drops being amplified and the corresponding signals subtracted from each other.

U známého uspořádání se používá můstkového zapojení podle obr. 4. Měřitelný rozdíl napětí však nezávisí pouze na rozdílu odporů R_v — R_r, protože citlivost můstku se zmenšuje se stoupajícími teplotami v přívodním potrubí 12 a ve vratném potrubí 14.In the known arrangement, the bridge circuit according to FIG. 4 is used. However, the measurable voltage difference does not depend solely on the difference of resistances R _v - R _r , since the sensitivity of the bridge decreases with increasing temperatures in the supply line 12 and the return line 14.

U dalšího známého uspořádání se používá můstkového zapojení podle obr. 5. Zde lze dosáhnout přibližné závislosti odporů R_v — — R_r, a to při velkých hodnotách R = R‘ (R větší než R_r, R_v). Přitom se však kladou vysoké nároky na přesnost a zejména na shodu odpoEŮ R a R‘, mají-li se běžnými platinovými odporovými čidly (100 až 1000 ohmů) měřit teplotně rozdíly například 10° Celsia s přesností 0,1 °C. V tomto případě potom, jak je tomu prakticky při podlahovém topení, činí přípustná relativní chyba odporů R a R‘ 0,03 % a přípustné absolutní chyba přitom činí 1 %. Jsou-li však mezi měřicí elektronikou a měřicími čidly vzdálenosti několika metrů, vyskytnou se obtíže v přesnosti. Jednak se projevují na vedeních za určitých okolností různé rušivé vlivy od zdrojů poruch v blízkosti vedení, například elektrickými přístroji nebo jinými elektrickými vedeními, jenak zkreslují právě tak samotné odpory vedení a jejich teplotně změny měřenou hodnotu v neúnosné míře (0,3 ohmu odpovídá 1°C).In another known arrangement, the bridging circuit according to FIG. 5 is used. Here, an approximate dependence of the resistances R _v - - R _r can be achieved, at large values R = R '(R greater than R _r , R _v ). However, high accuracy and, in particular, conformity of resistors R and R ' are required if temperature differences of, for example, 10 DEG C. to 0.1 DEG C. are to be measured with conventional platinum resistance sensors (100 to 1000 ohms). In this case, as is practically the case with underfloor heating, the permissible relative error of the resistances R and R 'is 0.03% and the permissible absolute error is 1%. However, if there are several meters between the measuring electronics and the measuring sensors, accuracy problems occur. On the one hand, there are various disturbances on the lines under certain circumstances from sources of disturbances in the vicinity of the lines, for example by electrical devices or other electrical lines, but they also distort the line resistors themselves and their temperature changes at an unbearable level. C).

Při oddělených přípojkách proudu a napětí k měřicím čidlům však dochází k podstatně složitější můstkové konstrukci, protože vstupní body měřicích čidel nemají potom stejné napětí.However, with separate current and voltage connections to the measuring sensors, the bridge structure is considerably more complex, since the input points of the measuring sensors then do not have the same voltage.

Podle obr. 6 slouží dva proudové zdroje 10, 102 známé kontrukce o střední stabilitě (asi 1 %) a rovnosti (asi 5 %) pro napájení odporových čidel 112, 113. Proudy jsou vedeny přes dva přepólovací spínače 3. Tyto přepólovací spínače 3 v podstatě sestávají ze vzájemně spřažených přepínačů, přičemž uspořádání je řešeno tak, že při jedné spínací poloze je proud veden od proudového zdroje 101 k odporovému čidlu 112, a proud od proudového zdroje 102 k odporovému čidlu 113, zatímco v druhé spínací poloze je proud veden od proudového zdroje 101 k odporovému čidlu 113 a proud od proudového zdroje 102 k odporovému čidlu 112. Oscilátor Osz vytváří pomocí známého děliče kmitočtu klíčovací poměr 1:1 s velkou přesností. Tím se dosáhne toho, že odporovým čidlem 112 během po sobě následujících a vždy stejných časových intervalech protéká proud z proudového zdroje 101, popřípadě 102 a odporovým čidlem 113 během stejných časových intervalů proud z proudového zdroje 102, popřípadě 101. V časovém průměru tedy oběma odporovými čidly 112, 113 protéká stejný proud (poloviční součet proudových zdrojů 101, 102 j.According to FIG. 6, two current sources 10, 102 of known construction of medium stability (about 1%) and equality (about 5%) serve to power the resistive sensors 112, 113. The currents are routed through two polarity switches 3. These polarity switches 3 in FIG. they consist essentially of mutually coupled switches, the arrangement being such that, in one switching position, the current is conducted from the current source 101 to the resistance sensor 112, and the current from the current source 102 to the resistance sensor 113, while in the second switching position the current source 101 to the resistance sensor 113 and the current from the current source 102 to the resistance sensor 112. The osz oscillator produces a 1: 1 keying ratio with great accuracy using the known frequency divider. As a result, the current from the current source 101 and 102 flows through the resistance sensor 112 in successive and equal time intervals and the current from the current source 102 and 101 through the resistance sensor 113 during the same time intervals. the same current flows through sensors 112, 113 (half the sum of the current sources 101, 102 j.

Odpory 104 až 111 představují odpory vedení v přívodním potrubí 12 a vratném potrubí 14.Resistors 104 to 111 represent line resistances in supply line 12 and return line 14.

Uspořádáním, které je schematicky naznačeno na obr. 6, se citlivost obou odporových čidel 112, 113 stane přesně shodnou, aniž by bylo nutné použít zvláště stabilních prvků. Proudy z proudových zdrojů 101,102 k odporovým čidlům 112, 113 tečou měřicími vedeními a jejich schematicky označenými odpory 104 až 111. Aby tyto odpory 104 až 111 vedení nemohly způsobit žádné zkreslení, je ke každému odporovému čidlu 112, 113 provedeno čtyřžilové spojení, jehož jednotlivé žíly jsou zapojeny tak, že v sérii ke každému odporovému čidlu 112,By the arrangement shown schematically in FIG. 6, the sensitivity of the two resistance sensors 112, 113 becomes exactly the same without the need for particularly stable elements. The currents from the current sources 101,102 to the resistance sensors 112, 113 flow through the measuring lines and their schematically marked resistors 104 to 111. In order to prevent these distortions 104 to 111 from causing any distortion, a four-wire connection is made to each resistance sensor 112, 113. are connected in series to each resistive sensor 112,

113 působí součet dvojnásobných odporů jednotlivých vodičů každého měřicího vedení. Protože tyto součty odporů vedení při stejném průřezu vedení a teplotách ve čtyřžilovém kabelu jsou pro obě odporová čidla 112, 113 shodné, nemají vliv na měřicí výsledky. Rušení od případných poruchových zdrojů působí na obou výchozích svorkách A, B přepínače stejným způsobem. Pokud se takové poruchy pomocí dále zapojených filtrů RC 114, 115, 116, 117 dostatečně neutlumí, potlačí se v každém případě diferenčním zesilovačem. Podle vynálezu se tudíž použitím proudových zdrojů 101, 102 k napájení odporových čidel 112, 113 vyloučí výhodným způsobem vliv absolutní teploty na měření teplotních rozdílů.113 is the sum of the double resistances of the individual conductors of each measuring line. Since these sums of line resistances at the same line cross section and temperatures in the four-core cable are the same for both resistance sensors 112, 113, they do not affect the measurement results. Interference from potential fault sources acts in the same way at both the initial terminals A, B of the switch. If such faults are not sufficiently attenuated by the downstream RC 114, 115, 116, 117 filters, they are suppressed in each case by a differential amplifier. According to the invention, therefore, the use of current sources 101, 102 to supply resistive sensors 112, 113 advantageously eliminates the effect of absolute temperature on the measurement of temperature differences.

Claims

1. Wiring for * measuring the amount of heat consumed in a heat sink equipped with a supply temperature sensor, a return temperature sensor and a return temperature sensor to connect the heat appliance to the flow medium, with a flow medium counter and a temperature difference measuring device between supply and flow with a signal proportional to the current temperature difference occurring, characterized in that the water meter (22) is designed as a pulse transmitter for transmitting a pulse for a preset partial quantity, the first meter of the pulse generator being connected to the water meter (22). (26) and the second input is connected to a measuring device consisting of a resistance thermometer (16, 18] and a differential amplifier (20), while a pulse transmission line (30) is connected at the output of the pulse generator (26), the duration of which is proportional to temperature differences m between the supply line (12) and the return line (14), and an output device for the length of the individual pulses is connected to the output of the pulse generator (26) by means of a line (30).

Wiring according to claim 1, characterized in that a product gate (32) is connected to the output of the pulse generator (26) via a line (30), the second input of which is connected via a line (34) to a high-frequency clock oscillator (36). the electricity meter (40) is connected by a line (38) to the output of the product gate (32).

Connection according to claim 1 or 2, characterized in that the water meter (22) is formed by a wing water meter.

Connection according to claim 1 or 2, characterized in that the water meter (22) is formed by a piston meter.

OF THE INVENTION

Connection according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the clock oscillator (36) is a crystal oscillator.

Connection according to Claims 1 to 5, characterized in that at least two resistance thermometers (16, 18 and 112, 113) are connected to the supply line (12) and the return line (14).

7. Connection according to claims 1 to 6, characterized in that it comprises a correction step of the initial signal (Imes) of the water meter (22) to the corrected signal (Ikmes) according to the relation mesi ⁼ Imes [1 + COnSt. (Ty Tr)] where

T _v is the absolute temperature of the heat carrier in the supply line,

T _R is the absolute temperature of the heat transfer medium in the return line.

8. The circuit according to claims 1 to 7, characterized in that each resistance sensor (112, 113) is provided with a four-wire line, the individual wires of which are connected in such a way that in series with each resistance sensor (112, 113) Each resistance sensor (112, 113) is connected via a double switch (103) to one current source (Ϊ01, 102) and the switch (103) periodically alternates the current source (101) to the resistance sensor (112) ), while the current of the second power source (102) to the second resistance sensor (113) and vice versa.

Connection according to Claim 8, characterized in that one RC filter (114, 115, 116, 117) is connected to the output terminals (A, B) of the switch (103).