CS210802B1 - Cejchovní generátor termočlánkových a napěťových signálů - Google Patents

Abstract

Nastavením polohy vícepolohového přepínače dle požadavku kontroly je možno vytvářet na výstupních svorkách napětí, jaké by bylo na výstupních svorkách termočlánku ohřátého na zvolenou teplotu. Cejchovní generátor termočlánkových a napěťových signálů, sestávající z měřicího můstku a přesného napělového zdroje pro napájení měřicího můstku přes první oddělovací zesilovač, kde do přerušené části druhé horní větve měřicího můstku je zapojen běžec vícepolohového přepínače a dále paralelně spojení běžci segmentových přepínačů v počtu podle množství kontrolovaných termočlánků, přičemž na kontakty těchto segmentových přepínačů jsou odbočky přesných a stabilních odporů odporného děliče, se současným zapojením těcnco odporových děličů na kontakty vícepolohového přepínače, zatímco do přerušení prvé horní větve měřicího můstku je převeden běžec přepínače a odbočky odporů přesného odporového děliče sekcí, přičemž v dělicí diagonále je zapojen druhý oddělovací zesilovač, jehož výstupní svorky jsou výstupem zařízení.

Description

Vynález se týká cejchovního generátoru termočlánkových a napělových signálů sestávajícího z měřicího můstku a přesného napětového zdroje pro napájení měřicího můstku.

Měřicí přístroje je nutno v určitých časových intervalech kontrolovat, nebol jejich přesnost se může nepříznivě měnit následkem různých vlivů, jako jsou otřesy, stárnutí, opotřebování funkčních částí apod., takže při měření může docházet k hrubým chybám, které se stále zvětšují, což může při důležitých měřeních být příčinou značných hospodářských ztrát.

Potřebná kontrolní zařízení jsou zpravidla jen v ústředních kontrolních ústavech, avšak ta nejsou vždy snadno a podle potřeby využitelná, přičemž zůstávají často měřicí přístroje dlouhou dobu nekontrolovány.

Také dosud známá zapojení kalibračních zdrojů jsou kontrolována jednoúčelově, neumožňují univerzální použití a nedosahují potřebné přesnosti.

Shora uvedené nedostatky odstraňuje cejchovní generátor termočlánkových a napělových signálů.sestávající z měřicího můstku a přesného napělového zdroje pro napájení měřicího můstku přes první oddělovací zesilovač podle vynálezu, jehož podstatou je, že do přerušené části druhé horní větve měřicího můstku je zapojen běžec vícepolohového přepínače a dále paralelně spojeni běžci segmentových přepínačů v počtu podle množství kontrolovaných termočlánků, přičemž na kontakty těchto segmentových přepínačů jsou přivedeny odbočky přesných a stabilních odporů odporového děliče se současným zapojením těchto odporových děličů na kontakty vícepolohového přepínače. Do přerušené první horní větve měřicího můstku je přiveden běžec zkratového přepínače a odbočky odporů přesného odporového děliče sekcí, přičemž v dělicí diagonále měřicího můstku je zapojen druhý oddělovací zesilovač, jehož výstupní svorky jsou výstupem zařízení. Měřicí můstek může být napájen tvrdým napětovým zdrojem bez použití prvého oddělovacího zesilovače.

Výhodou cejchovního generátoru podle vynálezu je možnost jednoduchým způsobem, tj. vhodným nastavením polohy vícepolohových přepínačů, vytvářet na výstupních svorkách napětí, které je přesně téže velikosti, jako by bylo na výstupních svorkách termočlánku ohřátého na zvolenou teplotu ve zvolených např. 100 °C intervalech a napojeného přes termostat s pra covní teplotou 0, 20 nebo 50 °C. Zařízení umožňuje také kontrolu napělových rozsahů měřicích přístrojů v rozsahu 20 až 100 000 pN ve 12 napělových intervalech s přesností + 5(UV.

Připojený výkres představuje zapojení cejchovního generátoru termočlánkových a napělových signálů podle vynálezu se dvěma oddělovacími zesilovači.

Cejchovní generátor termočlánkových a napělových signálů se skládá z Wheatstoneova můstku, který obsahuje první dolní větev J. a druhou dolní větev 2 a dále prvou horní větev X a druhou horní větev 4· Ve všech větvích jsou zapojeny odpory χ, avšak ve druhé horní větvi 4 je kromě toho v sérii s tímto odporem X ještě zapojen systém sestavený z několika sekcí odporových děličů 6 a přesných a stabilních odporů J ovládaných segmentovými přepínači 8. Počátek každé sekce odporových děličů 6 je přiveden na kontakty dalšího vícepolohového přepínače 10. Také prvá horní větev X obsahuje v sérii s odporem X dělič sestavený ze sekcí děličů JJ. a odporů 12 a ovládaných zkratovým přepínačem 13 s vyznačenými polohami. Můstek je napájen přesným a stabilním zdrojem elektrického napětí 14. jehož napětí je upraveno prvním oddělovacím zesilovačem 15. Výstupní napětí z úhlopříčky měřicího můstku je přivedeno na výstupní svorky J6 přes druhý oddělovací zesilovač JJ. Oba zesilovače jsou napájeny odděleně z tvrdého napělového zdroje 18.

Základní funkcí generátoru podle vynálezu je vytvořit přístrojem uměle takový stav, jaký by nastal, kdyby přesný termočlánek daného typu byl zahřát na teplotu postupně ve 100 °C intervalech. Napětí zahřátého termočlánku se pomocí generátoru napodobí tak, že vícepolohovým přepínačem 10 se nastaví požadovaný typ termočlánku a jedním ze segmentových přepínačů §, které odpovídají jednotlivým typům termočlánků, se nastaví zvolená ověřovací teplota.

Tím se do druhé horní větve 1 zařadí do série s odporem 2 přísluěná odporového děliče 6 a odpovídajícím přesným a stabilním odporem 2, jehož hodnota je vypočtena z požadované hodnoty příslušného tabulkového napětí U_Q termočlánku tak, že je-li např. můstek souměrný, složený ze čtyř stejných odporů R a napájený zdrojem o napětí U, pak jednotlivé dílčí hodnoty odporů jsou dány vzorcem

B . Oo

-U - 2U₀ (Ω.μΥ)

Protože můstek je napájen přesným stabilním zdrojem el. napětí 14. jehož napětí je upraveno prvým oddělovacím zesilovačem 15. objeví se na úhlopříčce můstku vypočítané napětí, které se vede na výstupní svorky 16 přes druhý oddělovací zesilovač 12, který umožní proudový odběr z výstupních svorek, který je nutný, obsahuje-li zkoušený přístroj např. měřicí systém DEPREZ.

Protože termočlánky jsou při užívání zpravidla připojeny na termostat, který stabilizuje a upravuje teplotu jejich vztažných konců, umožňuje generátor podle vynálezu napodobit také tyto poměry tak, že v sousední prvé horní větvi J měřicího můstku jsou pomocí zkratového přepínače 13 zapojeny sekce děličů 11 s odpory 12, které jsou vypočítány obdobně jako odpory ve druhé horní větvi 1, avšak pro hodnoty různých typů termočlánků se vztažnou teplotou 20 nebo 50 °C, takže zařadí-li se např. v této větvi odpon vypočtený pro 20 °C, objeví se na úhlopříčce měřicího můstku napětí, které se od napětí na druhé horní větvi odečítá a výsledné napětí na výstupních svorkách 16 bude pak přesně takové, jako by měl zvolený termočlánek pracující s termostatem o teplotě vztažných konců rovné 20 °G. Kromě odporů vytvářejících napětí jednotlivých typů termočlánků je ve druhé horní větvi 4 zapojena ještě jedna sekce odporových děličů 6 přesných a stabilních odporů 2, která je vypočítána tak, aby na výstupních svorkách se objevilo při vhodném nastavení segmentových přepínačů 8 a vícepolohových spínačů JO napětí odstupňované v několika intervalech 0,02 až 100 pV.

Alternativně je možno generátor konstruovat také s použitím přesného tvrdého a výkonného zdroje napájejícího měřicí můstek. V takovém případě je možno prvý oddělovací zesilovač 12 vypustit.

Cejchovní generátor termočlánkových a napěíových signálů je vhodný pro kontrolu elektrických měřicích přístrojů, jejichž stupnice je ocejchována ve stupních Celsia. Vzhledem k přesnosti, které může dosáhnout na všech rozsazích až * 0,5 °C nebo ± 5/iV na nepilovém rozsahu, lze, ho tedy použít pro ověřování a cejchování elektrických měřicích přístrojů, regulátorů, elektrických převodníků, zesilovačů, zrcátkových galvanoraěrů, smyčkových oscilografů apod. lze jím snadno vytvářet stupnice pro přístroje, které jsou jinak běžně cejchovány v hodnotách elektrického napětí, lze ho použit pro přesnou regulaci tepelných zařízeni, pecí, řídit chod technologických přístrojů, nebo ovládat různé fyzikální děje a má různé jiné aplikace v oblasti měřicí a řídicí techniky.

Znázorněné zařízení podle vynálezu umožňuje kontrolu měřicích přístrojů pro termočlánky typu Pt Rh 10 - Pt, Pt Rh 30 - Pt Rh 6, Ch-A, Fe-Ko pracující se vztažnou teplotou 0, 20 nebo 50 °C. Umožňuje také odebírat výstupní napětí v rozsahu 0,02 až 100 fiV ve 12 pevně nastavených intervalech s přesností ± 0,1 jí i 5 /uV při 22 °C na všech odbočkách a s proudovým zatížením do 5 mA.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Cejchovní generátor termočlánkových a napěťových signálů sestávající z měřicího můstku a přesného napěťového zdroje pro napájení měřicího můstku přes první oddělovací zesilovač vyznačený tím, že do přerušené části druhé horní větve (4) měřicího můstku je zapojen běžec (19) vícepolohového přepínače (10) a dále paralelně spojení běžci (9) segmentových přepínačů (8) v počtu podle množství kontrolovaných termočlánků, přičemž na kontakty těchto segmentových přepínačů (8) jsou přivedeny odbočky přesných a stabilních odporů (7) odporového děliče (6), se současným zapojením těchto odporových děličů na kontakty vícepolohového přepínače (10), zatímco do přerušení prvé horní větve (3) měřicího můstku je přiveden běžec (20) zkratového přepínače (13) a odbočky odporů (12) přesného odporového děliče sekcí (11), přičemž v dělicí diagonále měřicího můstku je zapojen druhý oddělovací zesilovač (17), jehož výstupní svorky (16) jsou výstupem zařízení.
2. 2. Cejchovní generátor termočlánkových a napěťových signálů podle bodu 1, vyznačený tím, že měřicí můstek je napájen tvrdým napěťovým zdrojem (18) bez použití prvého oddělovacího zesilovače (15).