CS257614B1

CS257614B1 - Device for temperature spectral measuring

Info

Publication number: CS257614B1
Application number: CS865567A
Authority: CS
Inventors: Ivan Stransky
Original assignee: Ivan Stransky
Priority date: 1986-07-22
Filing date: 1986-07-22
Publication date: 1988-05-16
Also published as: CS556786A1

Abstract

Řešení se vztahuje na zařízení ke spektrálnímu měření teploty a řeší problém přesného měření teploty jednoduchým a tudíž i levným zapojením. Problém je řešen tím, že zařízení obsahuje dva vzorkovací zesilovače, z nichž první vzorkovací zesilovač registruje impulsy signálu z pyrodetektoru, jež odpovídají teplotě měřeného předmětu, kdežto druhý vzorkovací zesilovač registruje impulsy signálu, odpovídající teplotě povrchu rotující clony. Diferenční zesilovač vyhodnocuje zjištěný tepelný rozdíl. Distribuci příslušných složek signálu od pyrodetektoru na příslušný vzorkovací zesilovač řídí o synchronizační závora. Teplotu clony měří referenční snímač. Změřená teplota se ukazuje na ukazateli, případně se tento údaj zavádí na vstup regulačního a sekvenčního obvodu.The solution applies to the device spectral temperature measurement and solves the problem accurate temperature measurement by simple and hence cheap involvement. The problem is solved by the fact that the device contains two sampling amplifiers, of which the first sampling the amplifier registers signal pulses from a pyrodetector corresponding to the temperature the object to be measured, while the second sample amplifier registers signal pulses corresponding to the surface temperature rotating aperture. Differential amplifier evaluates detected thermal difference. Distribute relevant signal components from the pyrodetector to the appropriate sampling amplifier synchronization bar. Aperture temperature measures the reference sensor. Measured temperature it shows on the indicator, eventually this entry introduces the regulatory input and a sequential circuit.

Description

Vynález patří do oboru měření teplot a týká se zařízení k spektrálnímu měření teploty, obsahující pyrodetektor, rotující nebo kmitající clonu, poháněnou krokovým nebo podobným motorem, impedanční převodník a linearizační člen. Vynález řeší vytvoření jednoduchého a spolehlivého zařízení pro bezdotykové měření teplot.The invention belongs to the field of temperature measurement and relates to a spectral temperature measurement device comprising a pyrodetector, a rotating or oscillating orifice driven by a stepper or similar motor, an impedance converter and a linearization element. The invention provides a simple and reliable device for contactless temperature measurement.

Použití pyrodetektoru k bezdotykovému měření teploty předmětu nebo prostředí je známé.The use of a pyrodetector to contactlessly measure the temperature of an object or environment is known.

Na pyrodetektor je napojeno vyhodnocovací zapojení, jež transformuje údaje o intenzitě či napětí pyrodetektoru na údaje o teplotě.An evaluation circuit is connected to the pyrodetector, which transforms the pyrodetector intensity or voltage data into temperature data.

Pro zajištění pracovních požadavků a přesnosti měření se pyrodetektor střídavě zaměřuje na měřený předmět či prostředí a předmět se známou referenční teplotou. To lze uskutečnit pomocí závěrky, nejlépe rotující nebo kmitající clony, takže pyrodetektor střídavě snímá teplotu měřeného předmětu a teplotu povrchu clony, čímž vzniká pulzující proud či napětí.To ensure work requirements and measurement accuracy, the pyrodetector alternately focuses on the object or environment being measured and the object with a known reference temperature. This can be done using a shutter, preferably a rotating or oscillating orifice, so that the pyrodetector alternately senses the temperature of the measured object and the orifice surface temperature, generating a pulsating current or voltage.

Měří se bu3 přirozená teplota clony, nebo se clona ozařuje z referenčního zdroje záření o známé teplotě.Either the natural orifice temperature is measured, or the orifice is irradiated from a reference radiation source of known temperature.

Vzhledem k tomu, že intenzita tepelného záření stoupá se čtvrtou mocninou absolutní teploty, je do příslušného zapojení zařazen příslušný linearizační člen, například sériovým zapojením dvou kvadrátorů, realizujících odmocninu. Zapojení musí rovněž obsahovat členy, respektující rozdílnou zářivost měřených předmětů či prostředí a Jlony.As the intensity of the thermal radiation increases with the fourth power of the absolute temperature, the respective linearization element is included in the respective circuit, for example by series connection of two square-root realizing quadrators. The wiring must also contain elements respecting the different emissivity of the measured objects or environment and the Ion.

Vyhodnocování měřených hodnot lze nejjednodušeji řešit usměrněním pulzujícího proudu a z jeho amplitudy odvodit velikost měřené teploty. Toto řešení má však omezenou přesnost, protože nevystihuje dosti přesně vliv referenční teploty.Evaluation of the measured values is most easily solved by rectifying the pulsating current and deducing the magnitude of the measured temperature from its amplitude. However, this solution has limited accuracy because it does not accurately reflect the influence of the reference temperature.

Jiné známé řešení používá k vyhodnocení mikroprocesor, případně i mikropočítač. V tom případě je možno vypustit některé členy zapojení, například linearizační člen a vyhodnocení řešit programem. Toto řešení je přesné, avšak poměrně nákladné.Another known solution uses a microprocessor or a microcomputer for evaluation. In this case, it is possible to omit some wiring elements, such as a linearization element and solve the evaluation by a program. This solution is accurate but relatively expensive.

Úkolem vynálezu je vytvořit zařízení se zapojením, jež by pracovalo s potřebnou přesností bez nákladného mikropočítače.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a wired device that operates at the required accuracy without the need for a costly microcomputer.

Úloha je řešena vytvořením zařízení ke spektrálnímu měření teploty, jehož podstata je podle vynálezu v tom, že impedanční převodník je přes pásmový filtr napojen paralelně na signální vstupy dvou vzorkovacích zesilovačů, jejichž výstupy jsou dále napojeny na dva signální vstupy diferenčního zesilovače. Clona je opatřena synchronizační závorou.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a spectral temperature measurement device according to the invention in which the impedance converter is connected via a band-pass filter in parallel to the signal inputs of two sampling amplifiers, the outputs of which are further connected to two signal inputs of the differential amplifier. The air curtain is equipped with a synchronization barrier.

Pro vyrovnání rozdílné emisivity měřeného předmětu a povrchu clony je podle vynálezu před každým vzorkovacím zesilovačem zařazen korekční člen.In order to compensate for the different emissivity of the measured object and the orifice surface, a correction element is provided upstream of each sampling amplifier.

Pro přeměnu bikvadratické závislosti intenzity záření na absolutní teplotě na závislost lineární je podle vynálezu v zařízení zapojen nejméně jeden linearizační člen. Pro přesné měření jsou uspořádány dva linearizační členy, z nichž každý je zapojen za vzorkovacím zesilovačem. Pokud teplotní rozdíl mezi clonou a měřeným předmětem je velký, nebo pokud teplota clony je v podstatě stabilní, postačí podle vynálezu jen jeden linearizační člen, zapojený za diferenční zesilovač. Linearizační člen je podle vynálezu tvořen dvojicí sériově zapojených kvadrátorů, realizujících odmocninu.According to the invention, at least one linearization element is connected in the apparatus for converting the biquadratic dependence of radiation intensity on absolute temperature into linear dependence. For accurate measurement, two linearization members are arranged, each connected downstream of the sampling amplifier. If the temperature difference between the orifice and the object to be measured is large, or if the orifice temperature is substantially stable, only one linearization element connected downstream of the differential amplifier is sufficient according to the invention. The linearization element according to the invention is formed by a pair of series connected quadrators, which realize a square root.

Pro synchronizaci činnosti clony a vzorkovacích zesilovačů je podle vynálezu výstup synchronizační závory spojen s ovládacím vstupem prvního vzorkovacího zesilovače přes monostabilní klopný obvod a s ovládacím vstupem druhého vzorkovacího zesilovače přes invertor a za ním sériově zapojený monostabilní klopný obvod.According to the invention, for synchronizing the operation of the orifice and sampling amplifiers, the output of the synchronization barrier is connected to the control input of the first sampling amplifier via a monostable flip-flop and to the control input of the second sampling amplifier via an inverter and a monostable flip-flop connected in series.

Aby bylo možno vyjádřit teplotu předmětu nezávisle na případně měnící se teploty clony a jejího okolí, je podle vynálezu v tělese, nesoucím clonu, uspořádán referenční snimač teploty, jehož výstup je napojen přes zesilovač a případně linearizační člen na vstup pro posunutí nuly diferenčního zesilovače.In order to express the temperature of the object irrespective of the possibly varying temperature of the orifice and its surroundings, according to the invention, a reference temperature sensor is provided in the orifice-carrying body, the output of which is connected via an amplifier and optionally a linearizing element.

Pro odečítání naměřené teploty je podle vynálezu na výstup diferenčního zesilovače, případně na výstup centrálního linearizačního členu napojen ukazatel přes analogodigitální převodník.In order to read the measured temperature, an indicator is connected to the output of the differential amplifier or the output of the central linearization element via an analog-to-digital converter.

Pro potřeby automatické regulace je podle vynálezu na výstup diferenčního zesilovače, případně na výstup linearizačního obvodu napojen regulační a sekvenční obvod.According to the invention, for the purposes of automatic regulation, a control and a sequential circuit are connected to the output of the differential amplifier or the output of the linearization circuit.

Zařízení k spektrálnímu měření teploty, vytvořené podle vynálezu má tu výhodu, že je jednoduché a tudíž levné, přičemž pracuje přesně a spolehlivě.The spectral temperature measuring device provided according to the invention has the advantage of being simple and therefore inexpensive, while operating accurately and reliably.

Příklady praktického provedení zařízení jsou uvedeny na připojených výkresech, kde na obr. 1 je znázorněno zapojení se dvěma linearizačními členy a na obr. 2 zapojení s jedním centrálním linearizačním členem.Examples of a practical embodiment of the device are given in the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows the connection with two linearization members and Fig. 2 shows the connection with one central linearization member.

Na měřený předmět P je zaměřena optická soustava 1^, která soustředuje tepelné paprsky na pyrodetektor 2· Mezi optickou soustavou 2. a pyrodetektorem j4 je umístěna clona 2_, poháněná krokovým motorem 2 nebo podobným ústrojím. Pyrodetektor £ snímá tak střídavě teplotu předmětu P a povrchu clony 2, Ve znázorněném příkladném provedení je clona 2 rotační, mechanická modulace má frekvenci cca 10 Hz. Výstup pyrodetektoru 4_ je přes impedanční převodník _5 napojen na vstup pásmového filtru 2· Výstup pásmového filtru 6 je napojen přes první korekční člen 2 ^na vstup prvního vzorkovacího zesilovače 2 ^a paralelně přes druhý korekční člen 2 na signální vstup druhého vzorkovacího zesilovače 10. První korekční člen Ί. ^a druhý korekční člen 2 jsou tvořeny například regulačními odpory. Jsou určeny pro vyrovnání rozdílů v emisivitě měřeného předmětu P a povrchu clony 2 tak, aby výsledky měření pyrodetektorem 4 byly srovnatelné.An optical system 10 is directed to the object to be measured, which concentrates the heat rays on the pyrodetector 2. A shield 2 is placed between the optical system 2 and the pyrodetector 14, driven by a stepper motor 2 or similar device. Thus, the pyrodetector 6 senses alternately the temperature of the object P and the surface of the orifice 2. In the illustrated embodiment, the orifice 2 is rotational, the mechanical modulation having a frequency of about 10 Hz. The output of the pyrodetector 4 is connected via the impedance converter 5 to the bandpass filter input 2. The bandpass filter output 6 is connected via the first correction member 2 ^{to the} input of the first sampling amplifier 2 ^{and in} parallel via the second correction member 2 to the signal input of the second sampling amplifier 10. Ί. ^{and the} second correction member 2 is formed, for example, by control resistors. They are designed to compensate for differences in emissivity of the measured object P and the surface of the orifice 2 so that the results of the pyrodetector 4 measurements are comparable.

V příkladném provedení, znázorněném na obr. 1, je výstup prvního vzorkovacího zesilovače 2 napojen na první signální vstup diferenčního zesilovače 13 přes první linearizační člen a výstup druhého vzorkovacího zesilovače 10 na druhý signální vstup diferenčního zesilovače 13 přes druhý linearizační člen 22· Výstup diferenčního zesilovače 13 je napojen na vstup ukazatele 15 teploty. Protože ve znázorněném příkladě je jako ukazatel 15 použit ukazatel digitální, je mezi diferenční zesilovač 13 a ukazatel 15 teploty začleněn analogodigitální převodník 14 . Při použití analogového ukazatele 15 odpadá analogodigitální převodník 1_4·In the exemplary embodiment shown in Fig. 1, the output of the first sampling amplifier 2 is connected to the first signal input of the differential amplifier 13 via the first linearization member and the output of the second sampling amplifier 10 to the second signal input of the differential amplifier 13 through the second linearization member 22 13 is connected to the input of the temperature indicator 15. Since in the example shown a digital indicator is used as indicator 15, an analog-to-digital converter 14 is incorporated between the differential amplifier 13 and the temperature indicator 15. When using the analog indicator 15, the analog-to-digital converter 14 is eliminated.

Po synchronizaci činnosti clony 2 ^s prvním vzorkovacím zesilovačem 2 ^a druhým vzorkovacím zesilovačem 10 slouží synchronizační závora 22, jež snímá průchod hrany clony 2. Výstup synchronizační závory 16 je napojen jednak přes první monostabilní klopný obvod 17 na ovládací vstup prvního vzorkovacího zesilovače 2' jednak paralelně přes inventor 17 a druhý monostabilní klopný obvod 18 na ovládací vstup druhého vzorkovacího zesilovače 10.After synchronizing the operation of the orifice plate 2 ^{with the} first sampling amplifier 2 ^{and the} second sampling amplifier 10, a synchronization barrier 22 is provided which senses the passage of the orifice edge 2. The output of the synchronization barrier 16 is connected via the first monostable flip-flop 17 via the inventor 17 and the second monostable flip-flop 18 to the control input of the second sampling amplifier 10.

V tělese, v němž je uložena clona 2, je uspořádán referenční snímač 20, jehož výstup je přes zesilovač 21 a případně na obr. neznázornený linearizační člen na vstup pro posuv nuly diferenčního zesilovače 1^·In the housing in which the orifice 2 is mounted, a reference sensor 20 is provided, the output of which is via an amplifier 21 and possibly a linearization element (not shown in FIG.) For the differential amplifier zero shift input.

V případě, že zařízení je využíváno k regulaci a měření, je na výstup diferenčního zesilovači' I3 napojen vstup regulačního a sekvenčního obvodu 22 a to případně přes na obr. neznázorněnou dolní propust.When the device is used for regulation and measurement, the input of the control and sequential circuit 22 is connected to the output of the differential amplifier 13, optionally via a low-pass filter (not shown).

Zařízení k spektrálnímu měření teploty, vytvořené podle vynálezu pracuje takto:The spectral temperature measurement device produced according to the invention operates as follows:

Optická soustava 1 soustředí, tepelné paprsky z předmětu 2 ^a promítá je na aktiVní plochu pyrodetektoru 4. Clona 2, opatřená výřezy, rotuje, jsouc poháněna krokovým motorem 2· Clona 2 přerušuje rytmicky proud tepelných paprsků, vysílaných předmětem P s modulací cca 10 Hz.The optical system 1 concentrates the heat rays from the object 2 ^and projects them on the active surface of the pyrodetector 4. The cut-out aperture 2 rotates while being driven by the stepper motor 2.

Pyrodetektor tak vysílá nepřetržitě pulzující signál o dvou napěťových úrovních, z nichž jedna je odvozena od teploty předmětu P a druhá od teploty povrchu clony fa Impedanční převodník překlenuje rozdíl v impedancích pyrodetektoru 4_ a následujícího měřicího zapojení. Pásmový filtr 6 zbavuje signál nežádoucích harmonických a jiných složek. Pulzující signál proudí nepřetržitě přes první korekční člen 2 ^na signální vstup prvního vzorkovacího zesilovače 2 ^asouběžně přes druhý korekční člen 9 na signální vstup druhého vzorkovacího zesilovače IQ. Nastavením prvního korekčního členu 7_ a druhého korekčního členu 2 ^se vyrovnává mezi emisivitou předmětu P s povrchu clony _2·Thus, the pyrodetector emits a continuous pulsing signal of two voltage levels, one of which is derived from the object temperature P and the other from the orifice surface temperature fa The impedance converter spans the difference in impedances of the pyrodetector 4 and the subsequent measurement wiring. The bandpass filter 6 frees the signal of undesired harmonic and other components. The pulsating signal flows continuously through the first correction member 2 ^{to the} signal input of the first sampling amplifier 2, ^and simultaneously through the second correction member 9 to the signal input of the second sampling amplifier 10. By adjusting the first correction member 7 and the second correction member 2 ^, the emissivity of the object P ^is equal to the aperture surface 2.

Přestože na signální vstupy prvního vzorkovacího zesilovače 2 ^a druhého vzorkovacího zesilovače 10 proudí pulzující signál nepřetržitě, je každým z nich registrován a uchováván pouze tehdy, když první vzorkovací zesilovač 2' případné druhý vzorkovací zesilovač 10 je aktivován. Zapojení podle vynálezu je vytvořeno tak, že aktivace prvního vzorkovacího zesilovače 2 ^a druhého vzorkovacího zesilovače 10 probíhá střídavě a synchronně s rotací clony 2, takže první vzorkovací zesilovač 8 zpracovává jen ty napěťové úrovně signálu, jež jsou vyvolány teplotou předmětu P a druhý vzorkovací zesilovač 10 jen ty napěťové úrovně signálu, jež jsou vyvolány teplotou povrchu clony 2*Although the pulse signal continuously flows to the signal inputs of the first sampling amplifier 2 ^{and the} second sampling amplifier 10, it is registered and stored by each of them only when the first sampling amplifier 2 'or the second sampling amplifier 10 is activated. The circuit according to the invention is designed such that the activation of the first sampling amplifier 2 ^{and the} second sampling amplifier 10 occurs alternately and synchronously with the rotation of the orifice 2, so that the first sampling amplifier 8 only processes those voltage levels of the signal only those voltage levels that are induced by the aperture surface temperature of 2 *

Aktivace prvního vzorkovacího zesilovače £ a druhého vzorkovacího zesilovače 10 je řízena synchronizační závorou 16. Synchronizační závora 16 sleduje průchod hrany clony 2 určitým místem, čímž se aktivuje. Pokud clona 2 otevírá průchod paprsků z předmětu P na pyrodetektor aktivuje přes první monostabilní klopný obvod 17 první vzorkovací zesilovač 8__r který přijímá signál, vysílaný pyrodetektorem fa kdežto druhý vzorkovací zesilovač 10 signál nepřijímá a zachovává stav, vyvolaný předchozím impulzem od clony 2. První monostabilní klopný obvod 17 je vybaven zpožďovacím prvkem tak, že aktivuje první vzorkovací zesilovač 2 teprve tehdy, když clona 2 plně odkryla předmět P a signál vystupující z pyrodetektoru 2 ^se ustálil.The activation of the first sampling amplifier 8 and the second sampling amplifier 10 is controlled by the synchronization bolt 16. The synchronization bolt 16 monitors the passage of the aperture edge 2 at a certain location, thereby activating it. If the aperture 2 opens the passage of rays from the object P through the first pyrodetektor activates the monostable circuit 17 the first sampling amplifier 8 which receives a signal _y transmitted pyrodetektorem fa whereas the second sampling signal amplifier 10 accepts and retains the state induced by the previous pulse from the aperture 2. The first monostable the flip-flop 17 is equipped with a delay element such that it activates the first sampling amplifier 2 only after the orifice 2 has fully exposed the object P and the signal output from the pyrodetector 2 ^has stabilized.

Zpětné překlopení prvního monostabiIního klopného obvodu 17 je rovněž nastavitelné tak, aby na signální vstup prvního vzorkovacího zesilovače 2 přicházel signál jen kvalitní. První monostabilní klopný obvod 17 se překlopí zpět a tím přeruší přívod signálu na signální vstup prvního vzorkovacího zesilovače 2 dříve, než clona 2 začne zakrývat předmět P a snižovat úroveň signálu. Doba otevření a uzavření prvního vzorkovacího zesilovače 2 ^se nejvýhodněji nastaví pomocí osciloskopu. Po přerušení přívodu signálu na signální vstup prvního vzorkovacího zesilovače 2 se vzorkovací zesilovač 2 uzavře a zachovává na svém výstupu stálou hodnotu až do příchodu nového impulzu.The flip-over of the first monostable flip-flop 17 is also adjustable so that only the signal of the first sampling amplifier 2 receives a good signal. The first monostable flip-flop 17 flips back, thereby interrupting the signal input to the signal input of the first sampling amplifier 2 before the orifice 2 begins to obscure the object P and lower the signal level. The opening and closing times of the first sampling amplifier 2 ^are most preferably set by means of an oscilloscope. After interruption of the signal input to the signal input of the first sampling amplifier 2, the sampling amplifier 2 closes and maintains a constant value at its output until a new pulse is received.

Při průchodu další hrany clony 2_ před synchronizační závorou 16, to je když clona 2 uzavírá proud paprsků, proudících od předmětu P k pyrodetektoru fa zaniká signál na výstupu synchro nizační závory 16. Invertor 18. však neguje zaniknutí signálu a vyšle otevírací signál na signální rstup druhého vzorkovacího zesilovače 10., který se aktivuje a přijímá signál odpovídající teplotě povrchu clony 2. Kvalita signálu pro druhý vzorkovací zesilovač 1Q je ošetřena podobně, jako je tomu u prvního vzorkovacího zesilovače 2·As the other edge of the diaphragm 2 passes in front of the synchronization bolt 16, that is, when the orifice 2 closes the stream of beams flowing from the object P to the pyrodetector fa, the signal at the output of the synchronization bolt 16 disappears. the second sampling amplifier 10, which activates and receives a signal corresponding to the aperture surface temperature 2. The signal quality for the second sampling amplifier 10 is treated similarly to the first sampling amplifier 10.

Přesto, že působení signálů od pyrodetektoru 4_ na signální vstupy prvního vzorkovacího zesilovače 2 ^a druhého vzorkovacího zesilovače 10 je přetržité, je na jejích výstupech signál souvislý, schodovitý. Výstupní signál prvního vzorkovacího zesilovače 2, jehož intenzita je obrazem teploty předmětu P, linearizuje první linearizační člen 11 a přivádí na první signální vstup diferenčního zesilovače 13 ♦ Výstupní signál druhého vzorkovacího zesilovače 10, jehož intenzita je obrazem teploty povrchu clony 2, linearizuje druhý linearizační člen 12 a přivádí na druhý signální vstup diferenčního zesilovače 13. Signál na výstupu diferenčního zesilovače 13 odpovídá rozdílu vstupních signálů.Although the signal input from the pyrodetector 4 to the signal inputs of the first sampling amplifier 2 ^{and the} second sampling amplifier 10 is discontinuous, the signal output is continuous, stepped. The output signal of the first sampling amplifier 2, the intensity of which is an image of the temperature of the object P, linearizes the first linearization element 11 and applies to the first signal input of the differential amplifier 13. 12 and supply to the second signal input of the differential amplifier 13. The signal at the output of the differential amplifier 13 corresponds to the difference of the input signals.

Diferenční zesilovač 13 zjišťuje rozdíl mezi teplotou předmětu P a teplotou povrchu clony 2, Aby bylo možno udat teplotu předmětu P absolutně, nutno znát teplotu povrchu clony fa Tu měří referenční snímač 20 teploty. Referenční snímač 20 teploty je dotykový a je umístěn v tělese, v němž je uspořádána clona 2· Neměří tedy bezprostředně teplotu povrchu clony 2, která se pohybuje a proto by měření její teploty bylo obtížné. Vychází se z toho, že teplotu povrchu clony 2 a teplotu tělesa, v němž je clona 2 umístěna, lze z praktického hlediska povazovat za shodné. Referenční snímač 20 snímá tedy teplotu okolí clony 2,The differential amplifier 13 detects the difference between the temperature of the object P and the surface temperature of the orifice 2, in order to give the temperature of the object P absolutely, it is necessary to know the surface temperature of the orifice. The reference temperature sensor 20 is tactile and is located in the body in which the orifice 2 is arranged. Therefore, it does not directly measure the surface temperature of the orifice 2 which is moving and therefore its temperature would be difficult to measure. It is assumed that the surface temperature of the orifice plate 2 and the temperature of the body in which the orifice plate 2 is located can be considered practically identical. Thus, the reference sensor 20 senses the ambient temperature of the orifice 2,

Signál, odpovídající změřené teplotě okolí clony 2, vysílá referenční snímač teploty 20 přes zesilovač 21 případně nevyznačený linearizační člen na vstup pro posuv nuly diferenční ho zesilovače 13, který provede příslušnou korekcí svého výstupu.The signal corresponding to the measured ambient temperature of the orifice 2 is sent by the reference temperature sensor 20 via an amplifier 21 or an unmarked linearization element to the differential shift amplifier 13's zero shift input, which corrects its output accordingly.

Analogový signál o velikosti teploty předmětu P na výstupu diferenčního zesilovače 13 se v analogodigitálním převodníku 14 přeměňuje v digitální signál, který se ukáže na ukazateli 15, jímž je například displej.The analog signal of the temperature of the object P at the output of the differential amplifier 13 is converted in the analog-to-digital converter 14 into a digital signal, which is shown on an indicator 15, such as a display.

Výstupní signál z diferenčního zesilovače 13 je veden na vstup regulačního a sekvenčního obvodu 22, vytvořeného podle potřeby.The output signal from the differential amplifier 13 is applied to the input of a control and sequential circuit 22 formed as needed.

Pokud rozdíl mezi teplotou předmětu P a teplotou povrchu clony 2 je značný a teplota povrchu clony 2 je poměrně stabilní, je možno použít zjednodušeného zapojení, znázorněného na obr. 2. V tom případě je výstup prvního vzorkovacího zesilovače napojen přímo na první signální vstup diferenčního zesilovače 13 a výstup druhého vzorkovacího zesilovače 10 na druhý signální vstup diferenčního zesilovače 13. Mezi výstupem diferenčního zesilovače 13 a vstupy analogodigitálního převodníku 14 a regulační a sekvenční obvod 22 je zařazen centrální linearizační člen 23.If the difference between the object temperature P and the orifice surface temperature is considerable and the orifice surface temperature is relatively stable, the simplified wiring shown in Fig. 2 can be used. In this case, the output of the first sampling amplifier is connected directly to the first differential amplifier signal input. 13 and the output of the second sampling amplifier 10 to the second signal input of the differential amplifier 13. A central linearization member 23 is arranged between the output of the differential amplifier 13 and the inputs of the analogue digital converter 14 and the control and sequential circuit 22.

Při rozdílu teplot 500 K mezi teplotou povrchu clony 2 a teplotou předmětu p vzniká systematická chyba o velikosti - 3,7 K, při rozdílu teplot 1 000 K systematická chyba o velikosti - 0,85 K. Protože jde o chybu systematickou, lze ji snadno korigovat.With a temperature difference of 500 K between the aperture surface 2 temperature and the temperature of the object p, a systematic error of - 3.7 K occurs, with a temperature difference of 1000 K a systematic error of - 0.85 K. Because it is a systematic error, it can easily correct.

Při kolísání teploty povrchu clony ^2 v rozmezí + 5 K a při rozdílu teplot mezi teplotou povrchu clony 2^ a předmětem P ve výši 500 K po opravě systematické chyby vzniká při zjednodušeném zapojení chyba + 0,16 K až - 0,21 K, při rozdílu teplot 1 000 K činí chyba od 0,0 K do - 0,05 K.If the aperture surface temperature ^ 2 fluctuates within + 5 K and the temperature difference between the aperture surface temperature 2 ^ and the object P is 500 K after correcting the systematic error, a + 0.16 K to - 0.21 K error occurs with the simplified wiring for a temperature difference of 1000 K, the error is from 0,0 K to - 0,05 K.

Z uvedeného vyplývá, že při měření teplot od cca 1 300 K a výše je chyba, vzniklá zjednodušeným zapojením, zcela zanedbatelná.As a result, when measuring temperatures from about 1,300 K and above, the error due to simplified wiring is completely negligible.

Claims

An apparatus for spectral temperature measurement, comprising a pyrodetector, a rotating or oscillating diaphragm, driven by a stepper motor or the like, an impedance transducer and at least one linearization element, characterized in that the impedance transducer (5) is connected via a band filter (6) to the signal input of the first sampling amplifier (8) and the second sampling amplifier (10) connected in parallel and the output of the first sampling amplifier (8) are connected to the first signal input of the differential amplifier (13) and the output of the second sampling amplifier (10) to the second signal input a differential amplifier (13), wherein the orifice (2) is provided with a synchronization bolt (16).

Apparatus according to claim 1, characterized in that a first correction member (7) is provided upstream of the first sampling amplifier (8) and a second correction member (9) upstream of the second sampling amplifier (10).

Device according to claim 1 and 2, characterized in that a first linearization member (11) is arranged between the output of the first sampling amplifier (8) and the first signal input of the differential amplifier (13) and between the output of the second sampling amplifier (9) and the second a second linearization element (12) is provided by the signal input of the differential amplifier (13).

Device according to claim 3, characterized in that an indicator (15) is connected to the output of the differential amplifier (13) via an analog-to-digital converter (14).

Device along points 3 and 4, characterized in that the output of the differential amplifier (13) is connected to the input of the control and sequential circuit (22).

Device according to Claims 1 and 2, characterized in that a central linearization element (23) is connected to the output of the differential amplifier (13).

Device according to claim 6, characterized in that an indicator (15) is connected to the output of the central linearization element (23) via an analog-to-digital converter (14).

Device according to Claims 6 and 7, characterized in that an input of the control and sequential circuit (22) is connected to the output of the central linearization member (23).

Device according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the output of the synchronization bolt (16) is connected via the first monostable flip-flop (17) to the control input of the first sampling amplifier (8) and in parallel through the inverter (18) and a monostable flip-flop (19) on the control input of the second sampling amplifier (10).

Apparatus according to one of Claims 1 to 9, characterized in that a reference temperature sensor (20) is arranged in the housing in which the orifice (2) is mounted, the output of which is connected via an amplifier (21) and optionally a linearization element to differential amplifier zero shift (13).

11. Apparatus according to claim 3, characterized in that the first linearization member (11) and the second linearization member (12), or the central linearization member (23), are each a pair of series-arranged square quadrators realizing a root.