Przedmiotem wynalazku jest uklad do zdalnego pomiaru temperatury z zastosowaniem czujników rezystancyjnych, umozliwiajacy pomiar cyfrowy temperatury wielu obiektów i przysto¬ sowany do wykorzystania w elektronicznych zestawach pomiarowych fizyki i techniki jadrowej oraz w automatyce przemyslowej.Dotychczas do pomiaru temperatury przy pomocy czujników rezystancyjnych w warunkach przemyslowych stosuje sie mierniki ilorazowe, mostki niezrównowazone zasilane stabilizowanym napieciem lub pradem oraz do najdokladniejszych pomiarów stosuje sie mostki zrównowazone, czesto pradu zmiennego, które sa realizowane jako reczne lub automatyczne, niekiedy z wyjsciem cyfrowym. Uklad pomiarowy z miernikiem ilorazowym moze byc stosowany przy malych wartos¬ ciach rezystancji przewodów laczacych, gdyz zmiana rezystancji tych przewodów zachodzaca zawsze przy zmianach temperatury otoczenia powoduje powstanie bledu pomiaru. Zastosowanie ukladu trójprzewodowego, laczacego czujnik z miernikiem ilorazowym powoduje, ze w obu galeziach tego miernika znajduja sie przewody laczace, co przy zapewnieniu symetrii elektrycznej i termicznej obu przewodów powoduje zmniejszenie bledów pomiaru spowodowanych zmianami rezystancji przewodów. Wada tych ukladów jest ich niska dokladnosc.Mostki niezrównowazone stosowane sa w dwóch ukladach i jako mostek Wheatstone'a z trójprzewodowym polaczeniem czujnika termometrycznego oraz podwójne mostki Kelwina z oddzielnymi polaczeniami pradowymi i napieciowymi.W pierwszym ukladzie kompensacja zmian rezystancji polaczen czujnika z mostkiem wymaga pelnej symetrii elektrycznej i termicznej przewodów laczacych. W przypadku podwójnego mostka Kelwina warunki te nie musza byc scisle spelnione, jednak wada ukladu jest koniecznosc stosowa¬ nia czteroprzewodowej linii laczacej czujnik z mostkiem pomiarowym.Celem wynalazku jest usuniecie wad znanych sposobów pomiaru temperatury i opracowanie ukladu umozliwiajacego cyfrowy pomiar temperatury z duza dokladnoscia i w szerokim zakresie.W ukladzie wedlug wynalazku do jednego zacisku dwuprzewodowej linii dolaczonajest anoda pierwszej diody, której katoda jest polaczona zjednym koncem rezystora termometrycznego oraz katoda drugiej diody, umieszczonej korzystnie w jednej obudowie z pierwsza dioda, zas anoda drugiej diody jest polaczona z rezystorem wyrównawczym o regulowanej rezystancji od zera do2 121 918 minimalnej wartosci przyjmowanej przez rezystor termometryczny, natomiast do drugiego zacisku dwuprzewodowej linii dolaczony jest drugi koniec rezystora termometrycznego oraz drugi koniec rezystora wyrównawczego. Koniec dwuprzewodowej linii dolaczony jest do jednego z wejsc dwubiegunowego komutatora, którego zaciski wyjsciowe dolaczone sa do wejsc róznicowego wzmacniacza pomiarowego, którego wyjscie jest polaczone z pierwszym wejsciem integracyjnego przetwornika analogowo-cyfrówego poprzez lacznik, który jest sterowany sygnalem z odpowied¬ niego wyjscia ukladu sterujacego, zas na drugie wejscie integracyjnego przetwornika analogowo- cyfrówego podawany jest sygnal z innego wyjscia ukladu sterujacego powodujacy zerowanie integratora. Odpowiednie wyjscie ukladu sterujacego jest polaczone z wejsciem adresowym dwu¬ biegunowego komutatora, umozliwiajac w ten sposób dokonanie pomiaru temperatury wybranego obiektu. Sygnaly z dwóch innych wyjsc ukladu sterujacego wlaczaja dwa klucze pradowe, z których pierwszy jest polaczony szeregowo ze zródlem pradu o polaryzacji dodatniej, natomiast drugi jest polaczony szeregowo ze zródlem pradu o polaryzacji ujemnej powodujac przeplyw impulsowych pradów kolejno o polaryzacji dodatniej oraz ujemnej miedzy zaciskami wyjsciowymi dwubieguno¬ wego komutatora a tym samym w obwodzie linii, przy czym czasy trwania impulsów pradowych o polaryzacji zarówno dodatniej jak i ujemnej oraz ich amplitudy sa sobie równe. Lacznik podajacy sygnal z wyjscia róznicowego wzmacniacza pomiarowego na wejscie pierwsze integracyjnego przetwornika analogowo-cyfrówego jest zamykany z opóznieniem wzgledem kluczy pradowych, przy czym opóznienie to jest wieksze od czasu zaniku procesów dynamicznych w dwuprzewodowej linii.Poza tym uklad wedlug wynalazku jest wyposazony w uklad komparatorów napiec, którego jedno wejscie jest polaczone z wyjsciem róznicowego wzmacniacza pomiarowego, natomiast na jego drugie wejscie jest podawany sygnal strobujacy z odpowiedniego wyjscia ukladu sterujacego, zas wyjscie ukladu komparatorów napiec jest polaczone z wejsciem ukladu logicznego, który po dokonaniu analizy sygnalów wyjsciowych z ukladu komparatorów napiec wypracowuje odpo¬ wiedni sygnal kodowy zawierajacy informacje o stanie linii oraz obwodów rezystora termometry¬ cznego i wyrównawczego. Informacja ta z wyjscia ukladu logicznego jest podawana na odpowiednie wejscie integracyjnego przetwornika analogowo-cyfrówego uzupelniajac w ten spo¬ sób wynik pomiaru temperatury, dzieki czemu mozliwe jest stwierdzenie czy otrzymany wynik jest prawidlowy jak równiez okreslenie rodzaju i miejsca uszkodzenia w przypadku ich wystapienia.Zaleta ukladu wedlug wynalazku jest mozliwosc dokonywania pomiarów temperatury duzej liczby obiektów z duza dokladnoscia przy zastosowaniu dwuprzewodowej linii o dowolnej rezy¬ stancji, przy czym zmiany tej rezystancji nie maja wplywu na wynik pomiaru. Dodatkowa zaleta ukladu jest mozliwosc okreslenia miejsca i rodzaju uszkodzenia w przypadku jego wystapienia.Uklad do zdalnego pomiaru temperatury wedlug wynalazku zostanie blizej objasniony na przykladzie wykonania przedstawionym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blo¬ kowy ukladu, fig. 2 podaje przebiegi czasowe sygnalów na wyjsciach ukladu sterujacego.Rezystor termometryczny RTjest dolaczony jednym koncem do zacisku B dwuprzewodowej linii 1 natomiast drugim koncem do katody diody Dl, której anoda jest polaczona z zaciskami A linii 1. Do zacisków A i B jest równiez dolaczona dioda D2 polaczona szeregowo z rezystorem wyrównawczym RW, przy czym dioda D2jest wlaczona w przeciwnym kierunku przewodzenia do diody Dl. Diody Dl i D2 znajduja sie w tej samej obudowie dla zapewnienia tych samych warunków termicznych. Koniec linii 1 jest dolaczony do jednego z wejsc dwubiegunowego komuta¬ tora 2, który otrzymujac na swe wejscie WEA sygnal adresowy pochodzacy z wyjscia e ukladu sterujacego 10 umozliwia dokonanie pomiaru temperatury wybranego obiektu. Do zacisków wyjsciowych C i D dwubiegunowego komutatora 2 dolaczone jest zródlo pradu o polaryzacji dodatniej 3 poprzez klucz pradowy 5 oraz zródlo pradu o polaryzacji ujemnej 4 poprzez klucz pradowy 6 oraz wejscie róznicowego wzmacniacza pomiarowego 7, na wejsciu którego otrzymuje sie róznice napiec miedzy zaciskami C i D dwubiegunowego komutatora 2. Sygnal z wyjscia f ukladu sterujacego 10 powodujac zamkniecie klucza pradowego 5 wymusza przeplyw impulso¬ wego pradu o polaryzacji dodatniej ze zródla pradowego 3 w obudowie linii 1 oraz diody Dl i rezystora termometrycznego RT. Na wyjsciu róznicowego wzmacniacza pomiarowego 7 pojawia sie napiecie dodatnie, proporcjonalne do sumy spadków napiec na diodzie Dl, rezystorze termome-121918 3 trycznym RT oraz na linii 1. Napiecie to porzez lacznik 8 sterowane z wyjscia b ukladu sterujacego 10 podawane jest na wejscie a integracyjnego przetwornika analogowo-cyfrowego 9o powszechnie znanym sposobie dzialania, w którym jest calkowane przez integrator uprzednio wyzerowany przez sygnal z wyjscia d ukladu sterujacego 10 podawanego na wejscie c integracyjnego przetwornika analogowo-cyfrowego 9. Lacznik 8jest otwierany jednoczesnie z rozwarciem klucza pradowego 5.W tej samej chwili zamyka sie klucz pradowy 6 sterowany sygnalem z wyjscia g ukladu sterujacego 10. W obwodzie linii 1 diody D2 oraz rezystora wyrównawczego RW plynie wiec prad o tej samej co uprzednio amplitudzie lecz o polaryzacji ujemnej, dostarczany przez zródlo pradowe 4. Na wyjsciu róznicowego wzmacniacza pomiarowego 7 pojawia sie napiecie ujemne, proporcjonalne do sumy spadków napiec na diodzie D2 rezystora wyrównawczego RW oraz linii 1. Po opóznieniu AT wiekszym od czasu zaniku procesów dynamicznych w linii 1 ponownie zamyka sie lacznik 8, dzieki czemu integrator integracyjnego przetwornika analogowo-cyfrowego 9 calkuje napiecie ujemne.Po otwarciu klucza pradowego 6 oraz lacznika 8 napiecie wyjsciowe integratora jest proporcjo¬ nalne do rezystancji czujnika RT. Jest ono przetwarzane na liczbe w ogólnie znany sposób przez integracyjny przetwornik analogowo-cyfrowy 9. Do wyjscia róznicowego wzmacniacza pomiaro¬ wego 7 jest dolaczone wejscie h ukladu komparatorów napiec 11, który strobowany impulsami z wyjscia j ukladu sterujacego 10 podawanymi na jego wejscie i dokonuje porównania amplitud napiec na wyjsciu róznicowego wzmacniacza pomiarowego 7 z wartosciami progowymi charakte¬ rystycznymi dla stanu pracy normalnej oraz stanów awaryjnych. Wynik tego porównania podany na wejscie ukladu logicznego 12 zostaje przez ten uklad odpowiednio zakodowany, a nastepnie jako liczba binarna z jego wyjscia jest podawane na wejscie k integracyjnego przetwornika analogowo-cyfrowego 9 i lacznie z wynikiem pomiaru temperatury moze zostac przekazana do komputera lub informowac obsluge o zaistnialych awariach ukladu czujników lub linii transmisyjnej.Zastrzezenia patentowe 1. Uklad do zdalnego pomiaru temperatury duzej liczby obiektów z zastosowaniem czujni¬ ków rezystancyjnych, znamienny tym, ze do zacisku (A) dwuprzewodowej linii (1) dolaczona jest anoda pierwszej diody (Dl), której katoda jest polaczona zjednym koncem rezystora termometry- cznego (RT) oraz katoda drugiej diody (D2), umieszczonej korzystnie wjednej obudowie z pierwsza dioda (Dl) zas anoda drugiej diody (D2) jest polaczona z rezystorem wyrównawczym (RW) o regulowanej rezystancji od zera do minimalnej wartosci przejmowanej przez rezystor termometry- czny (RT), natomiast do zacisku (B) linii (1) dolaczony jest drugi koniec rezystora termometry- cznego (RT) oraz drugi koniec rezystora wyrównawczego (RW), zas koniec linii (1) dolaczony jest do jednego z wejsc, korzystnie (WE1), dwubiegunowego komutatora (2), którego zaciski wyjsciowe (C i D) dolaczone sa do wejsc róznicowego wzmacniacza pomiarowego (7), którego wejscie jest polaczone z wejsciem (a) integracyjnego przetwornika analogowo-cyfrowego (9) poprzez lacznik (8), który jest sterowany sygnalem z wyjscia (b) ukladu sterujacego (10), zas na wejscie (c) integracyjnego przetwornika analogowo-cyfrowego (9) podawany jest sygnal z wyjscia (d) ukladu sterujacego (10) powodujacy zerowanie integratora, natomiast wejscie (e) ukladu sterujacego (10) jest polaczone z wejsciem adresowym (WEA) dwubiegunowego komutatora (2), zas sygnaly wyjsc (f) i (g) ukladu sterujacego (10) wlaczaja klucze pradowe (5 i 6) polaczone szeregowo odpowiednio ze zródlem pradowym o polaryzacji dodatniej (3) oraz ujemnej (4) powodujac przeplyw impulso¬ wych pradów kolejno o polaryzacji dodatniej oraz ujemnej miedzy zaciskami (C i D) dwubieguno¬ wego komutatora (2), a tym samym w obwodzie linii (1), przy czym czasy trwania impulsów pradowych o polaryzacji dodatniej i ujemnej oraz ich amplitudy sa sobie równe. 2. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do wyjscia róznicowego wzmacniacza pomiaro¬ wego (7) dolaczone jest wejscie (h) ukladu komparatorów napiec (U), na którego wejscie (i) podawany jest sygnal strobujacy z wyjscia (j) ukladu sterujacego (10) natomiast wyjscie ukladu komparatorów napiec (11)jest polaczone z wejsciem ukladu logicznego (12), którego wyjscie jest polaczone z wejsciem (k) integracyjnego przetwornika analogowo-cyfrowego (9). 3. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze lacznik (8) jest zamykany z opóznieniem (AT) wzgledem kluczy pradowych (5 i 6), przy czym opóznienie tojest wieksze od czasu zaniku procesów dynamicznych w linii (i).121 Ml NYf\ mg mb ma HYj me J=] : i—i 5W n n jt a Figi I i H- r Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 120 cgz.Cena 100 zl PL