RU1818548C

RU1818548C - Способ преобразовани температуры в напр жение и устройство дл его осуществлени

Info

Publication number: RU1818548C
Authority: RU
Inventors: Василий Антонович Степанюк
Original assignee: Ленинградский Гидрометеорологический Институт
Priority date: 1989-09-20
Filing date: 1989-09-20
Publication date: 1993-05-30

Abstract

Использование: в приборостроении в составе измерительных систем. Сущность изобретени : с целью повышени точности в качестве первичного преобразовател температуры использован термореэистор, устройство также содержит звено логарифмировани экспоненциального сигнала, масштабирующий каскад, интегратор и схему сравнени , на вход которой подключены выходы двух последних каскадов. 2 с.п. ф- лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс к области приборостроени и может быть использовано в составе измерительных систем дл измерени температуры всевозможных объектов.

Цель изобретени - повышение точности путем исключени нелинейности преобразовани , а также формирование выходного сигнала с полной девиацией его информативного параметра в полном диапазоне измерени в шкале практических температур,

Цель достигаетс тем, что в известном способе измерительного преобразовани температуры, включающем формирование электрического сигнала с экспоненциальной зависимостью от температуры, логарифмирование этого .сигнала с формированием электрического сигнала температуры и формирование пропорционального ему временного интервала, сигнал температуры смещают по величине, сме- щенный сигнал подвергают интегрированию дл формировани пилообразного напр жени , которое сравнивают с уровнем сигнала температуры, а в качестве выходного сигнала преобразовани используют интервал от начала интегрировани до момента сравнени , при этом величину смещени электрического сигнала температуры выбирают равной произведению изменчивости последнего в диапазоне измерени на отношение абсолютной температуры начальной точки диапазона к величине последнего.

В устройстве дл осуществлени способа цель достигаетс тем, что в известное устройство, содержащее последовательно включенные полупроводниковый терморезистор , преобразователь сопротивлени в величину электрического сигнала и логарифмирующий каскад, двухвходовой компа- ратор и генератор пилообразного напр жени , включающий интегратор и источник напр жени , при этом выход интегратора подключен к одному из входов компаратора, к второму входу которого подключен выход логарифмирующего каскада, введен аналоговый сумматор, выход которого подключен к входу интегратора, источник напр жени подключен к неинвертирующему входу сумматора, а к его инвептиоующеел

С

00

;-А

00 СЛ

1ь 00

му входу подключен выход логарифмирующего каскада, при этом функци масштаби- ровани суммируемых сигналов осуществл етс выходным усилителем логарифмирующего каскада.

На фиг. 1 приведена функциональна схема устройства дл осуществлени способа; диаграммы фиг. 2 по сн ют механизм реализуемой в способе компенсации нелинейности преобразовани ; на фиг. 3 приведена практическа схема устройства.

Устройство дл измерительного преобразовани температуры (фиг. 1) содержит последовательно соединенные полупроводниковые терморезистор 1, преобразователь 2 сопротивлени в напр жение, логарифмирующий каскад 3, выход которого подключен к первому входу компаратора 4 и к инвертирующему входу сумматора 6, к неинвертирующему входу которого подключен выход источника напр жени 5, выход сумматора 6 подключен к входу интегратора 7, выход которого подключен к второму входу компаратора 4, с выхода которого снимаетс временной интервал, линейно завис щий от величины приращени температуры в диапазоне измерени (от практической шкалы температур, если ее нулевым значением считать начало диапазона измерени ; при выборе начальной точки диапазона в 0°С формируетс линейна зависимость выходного интервала от значени температуры в °С).

Электрическа схема преобразовател (фиг. 3) выполнена на операционных усилител х , в св зи с чем в качестве электрического сигнала температуры выступает величина напр жени , над которым и производ тс все промежуточные функциональные преобразовани . При этом в схеме осуществл етс два дополнительных функциональных преобразовани - рассмотренна выше операци логарифмировани сигнала с экспоненциальной зависимостью от температуры и операци исключени из выходного сигнала преобразовател посто нной составл ющей , определ емой различием в начальных значени х абсолютной шкалы температур и практической шкалы Цельси . Необходимость второй операции св зана с тем, что линейность сигнала температуры, формируемого на выходе логарифмирующего узла, обеспечиваетс , как отмечено ранее , только в шкале абсолютных температур; соответственно, его линейное преобразование во временной интервал обеспечит малый диапазон изменчивости последнего в соответствии с величиной диапазона измерени в масштабе абсолютной

шкалы. Дл исключени упоминаемой посто нной составл ющей в узле логарифмировани производитс совместно с компенсацией неинформативной составл 5 ющей напр жени , задаваемой обратным током диодов, компенсаци напр жени , соответствующего нулю шкалы Цельси в абсолютной шкале, путем выбора тока через компенсирующий диод логарифмирующего

0 узла. Поскольку в выражении дл напр жени сигнала температуры последн входит в знаменатель, то скомпенсированное разностное напр жение, подаваемое на компаратор дл формировани заднего фронта

15 выходного временного интервала, будет содержать нелинейную составл ющую, котора компенсируетс введением напр жени сигнала температуры в указанном выше соотношении в состав опорного

0 напр жени , подаваемого на интегратор дл формировани пилообразного напр жени . Сущность данной коррекции по сн етс фиг. 2.

Таким образом, благодар смещению.

5 электрического сигнала температуры с вы- . хода логарифмирующего каскада и интегри- рованию смещенного напр жени обеспечиваетс коррекци крутизны пилообразного напр жени с выхода интегрэто0 ра, привод ща , в конечном счете, к полной компенсации {исключению) нелинейной составл ющей длительности выходного интервала .

Claims

Формула изобретени

5 1. Способ преобразовани температуры , в напр жение включающий формирование электрического сигнала с . экспоненциальной зависимостью от температуры , логарифмирование этого сигнала с

0 формированием электрического сигнала

температуры и формирование пропорцио- . нального ему временного интервала, отличающийс тем, что. с целью повышени точности, электрический сигнал температу5 ры масштабируют, интегрируют и сравнивают полученное значение с заданным уровнем электрического сигнала температуры , при этом в качестве выходного сигнала преобразовани используют интервал от

0 начала интегрировани до момента сравнени , а масштабирование первого сигнала температуры осуществл ют на основе использовани абсолютной шкалы температуры , а второго - практической шкалы

55 измер емого диапазона.
2. Устройство дл преобразовани температуры в напр жение, содержащее последовательно включенные полупроводниковый терморезистор, преобразователь сопротивлени в величину

электрического сигнала и логарифмирующий каскад, выход которого подключен к первому входу компаратора, и генератор пилообразного напр жени , выход которого подключен к второму входу компаратора, отличающеес тем, что, с целью повышени точности, в него введены инвертирующий усилитель и аналоговый сумматор , неинвертирующий вход которого

соединен с выходом источника напр жени , инвертирующий вход-с выходом логарифмирующего каскада, а выход - с входом генератора пилообразного напр жени , управл ющий вход которого соединен с входом инвертирующего усилител , выход которого соединен с первым входом логической схемы И, второй вход которой соединен с выходом компаратора.

и

:«

Фиг. 1

Фие. 2