RU2534384C1 - Pulse-frequency temperature variation rate meter - Google Patents
Pulse-frequency temperature variation rate meter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2534384C1 RU2534384C1 RU2013136244/28A RU2013136244A RU2534384C1 RU 2534384 C1 RU2534384 C1 RU 2534384C1 RU 2013136244/28 A RU2013136244/28 A RU 2013136244/28A RU 2013136244 A RU2013136244 A RU 2013136244A RU 2534384 C1 RU2534384 C1 RU 2534384C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- thermocouple
- inverter
- pulse
- meter
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области температурных измерений.The present invention relates to the field of temperature measurements.
Известен измеритель скорости изменения температуры, содержащий термодатчик, например термопару, последовательно соединенные регулируемое дифференцирующее звено, выполненное по мостовой схеме, модулятор, разделительный трансформатор, индикаторный блок и нормирующий преобразователь (Авт. свид. СССР №378732, G01K 7/02. Бюл. №19, опубл. 18.04.1973).Known measuring the rate of change of temperature, containing a temperature sensor, such as a thermocouple, connected in series with an adjustable differentiating element made according to a bridge circuit, a modulator, an isolation transformer, an indicator unit and a normalizing converter (Auth. Certificate. USSR No. 378732, G01K 7/02. Bull. No. 19, publ. 04/18/1973).
Недостатком этого устройства является сравнительно низкое быстродействие и значительная погрешность измерения.The disadvantage of this device is the relatively low speed and significant measurement error.
Известен также измеритель скорости изменения температуры, принятый за прототип, (Авт. свид. СССР №403972, G01K 7/22, опубл. 28.10.1973, Бюл. №43), содержащий термопару, горячим спаем через усилитель постоянного тока подключенную к затворам сдвоенного МОП-транзистора, один из которых коммутируется ключом и к которым также подключены запоминающие конденсаторы, а в стоковые цепи МОП-транзисторов включены нагрузочные сопротивления, между которыми подключен индикатор скорости изменения температуры.Also known is a temperature change rate meter adopted as a prototype (Auth. Certificate. USSR No. 403972, G01K 7/22, publ. 10/28/1973, Bull. No. 43), containing a thermocouple, hot sealed through a DC amplifier connected to double gates MOS transistors, one of which is switched by a key and to which storage capacitors are also connected, and load resistors are included in the drain circuits of MOS transistors, between which an indicator of the rate of change of temperature is connected.
Недостатком этого измерителя является сравнительно низкое быстродействие и точность работы.The disadvantage of this meter is the relatively low speed and accuracy.
Техническая сущность предлагаемого изобретения состоит во введении в устройство отрицательной обратной связи для компенсации изменения температуры термопары.The technical essence of the invention consists in introducing negative feedback into the device to compensate for changes in the temperature of the thermocouple.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение быстродействия и точности работы устройства.The technical result of the invention is to increase the speed and accuracy of the device.
Технический результат достигается тем, что частотно-импульсный измеритель скорости изменения температуры, содержащий термопару, усилитель, запоминающую емкость и электронный ключ, дополнительно снабжен второй термопарой, блоком выделения модуля, генератором управляемой частоты, блоком задержки, стандартизатором импульсов по длительности и амплитуде, инвертором, двумя селектируемыми пиковыми детекторами, компаратором и логической схемой «НЕ», при этом вторая термопара встречно включена с первой с подключением дифференциальной термопары к входу усилителя, выход которого через последовательно соединенные электронный ключ с запоминающей емкостью на выходе, блок выделения модуля и генератор управляемой частоты соединен с выходом измерителя и через блок задержки подключен к управляющему входу электронного ключа, а также через последовательно соединенные генератор управляемой частоты, стандартизатор импульсов по длительности и амплитуде и инвертор связаны через первый и второй селектируемые пиковые детекторы с электродами второй термопары, при этом выход стандартизатора связан через второй пиковый селектируемый детектор, а выход инвертора - через первый пиковый селектируемый детектор, причем выход электронного ключа с запоминающей емкостью на выходе соединен через последовательно включенный компаратор со знаковым выходом измерителя, управляющим входом первого селектируемого пикового детектора и через логическую схему «НЕ» с управляющим входом второго селектируемого пикового детектора.The technical result is achieved by the fact that the frequency-pulse meter of the rate of change of temperature, containing a thermocouple, an amplifier, a storage capacitance and an electronic key, is additionally equipped with a second thermocouple, a module allocation unit, a controlled frequency generator, a delay unit, a pulse standardizer for duration and amplitude, an inverter, two selectable peak detectors, a comparator and a logic circuit “NOT”, while the second thermocouple is counterclockwise connected to the first with the connection of a differential term pairs to the input of the amplifier, the output of which through a series-connected electronic key with a storage capacity at the output, the module allocation unit and the controlled frequency generator is connected to the meter output and, through the delay unit, connected to the control input of the electronic key, as well as through a series-connected controlled frequency generator, standardizer pulses in duration and amplitude and the inverter are connected through the first and second selectable peak detectors with the electrodes of the second thermocouple, while the output is standard the isator is connected through the second peak selectable detector, and the inverter output is through the first peak selectable detector, and the output of the electronic key with the storage capacitance at the output is connected through a series-connected comparator with the sign output of the meter that controls the input of the first selectable peak detector and through the logic circuit “NOT” with the control input of the second selectable peak detector.
Структурная схема частотно-импульсного измерителя скорости изменения температуры приведена на фиг.1.The structural diagram of a pulse-frequency meter of the rate of change of temperature is shown in figure 1.
Измеритель содержит дифференциальную термопару 1 из двух встречно включенных термопар 2 и 3 с различными постоянными времени, связанную с входом усилителя 4, выход которого через последовательно соединенные электронный ключ 5 с запоминающей емкостью 6 на выходе, блок выделения модуля (БВМ) 7 и генератор управляемой частоты (ГУЧ) 8 соединен с выходом измерителя и через блок задержки (БЗ) 9 подключен к управляющему входу электронного ключа 5, а также цепь отрицательной обратной связи через последовательно соединенные выход генератора управляемой частоты 8, стандартизатор импульсов по длительности и амплитуде (САД) 10 и инвертор 11, связанные через селектируемые пиковые детекторы (СПД) 12 и 13 с электродами термопары 2 и входом усилителя 4, при этом выход САД 10 связан через СПД 13, а выход инвертора 11 - через СПД 12, причем выход электронного ключа 5 с запоминающей емкостью 6 соединен через последовательно включенный компаратор 14 со знаковым выходом измерителя, управляющим входом СПД 12 и через логическую схему «НЕ» 15 с управляющим входом СПД 13.The meter contains a differential thermocouple 1 of two counterclockwise thermocouples 2 and 3 with different time constants, connected to the input of the amplifier 4, the output of which is through a series-connected electronic key 5 with a storage capacity 6 at the output, a module allocation unit (BVM) 7 and a controlled frequency generator (GUCH) 8 is connected to the output of the meter and through the delay unit (BZ) 9 is connected to the control input of the electronic key 5, as well as the negative feedback circuit through the series-connected output of the generator frequency 8, a pulse and pulse standardizer (SAD) 10 and an inverter 11 connected through selectable peak detectors (SPD) 12 and 13 to the electrodes of the thermocouple 2 and the input of amplifier 4, while the output of SAD 10 is connected through SPD 13, and the output inverter 11 through SPD 12, and the output of the electronic key 5 with a storage capacity of 6 is connected through a sequentially connected comparator 14 with the sign output of the meter, the control input of the SPD 12 and through the logic circuit “NOT” 15 with the control input of the SPD 13.
Назначение вновь введенных элементов: термопары 2, блока выделения модуля 7, генератора управляемой частоты 8, блока задержки 9, стандартизатора импульсов по длительности и амплитуде 10, инвертора 11, селектируемых пиковых детекторов 12 и 13, компаратора 14, логической схемы «НЕ» 15 попятно из их названий.The purpose of the newly introduced elements: thermocouple 2, allocation unit 7, controlled frequency generator 8, delay unit 9, pulse standardizer for duration and amplitude 10, inverter 11, selectable peak detectors 12 and 13, comparator 14, logical circuit “NOT” 15 backward from their names.
Частотно-импульсный измеритель скорости изменения температуры работает следующим образом.Frequency-pulse measuring rate of temperature changes is as follows.
С точки зрения динамики переходных процессов термопары 2 и 3 являются апериодическими звеньями первого порядка. Постоянная времени T3 термопары 3 больше постоянной времени T2 термопары 2 (T3>T2), а коэффициенты чувствительности K2 и K3 обеих термопар одинаковы K2=K3=K.In terms of transient dynamics, thermocouples 2 and 3 are first-order aperiodic links. The time constant T 3 of thermocouple 3 is greater than the time constant T 2 of thermocouple 2 (T 3 > T 2 ), and the sensitivity coefficients K 2 and K 3 of both thermocouples are the same K 2 = K 3 = K.
При изменяющейся контролируемой температуре ϑ выходной сигнал дифференциальной термопары 1 в форме Лапласа имеет видWhen the controlled temperature ϑ varies, the output signal of the differential thermocouple 1 in the Laplace form has the form
где p - оператор Лапласа.where p is the Laplace operator.
Таким образом, на входе усилителя 4 действует выходной сигнал дифференцирующе-сглаживающего звена второго порядка (дифтермопары).Thus, at the input of the amplifier 4, the output signal of the differentiating-smoothing link of the second order (difermopair) acts.
Выходной сигнал усилителя 4 через замкнутый ключ 5 запоминается емкостью 6 и через БВМ 7 управляет частотой Fвых ГУЧ 8. Импульсы с выхода ГУЧ 8 стандартизируются по длительности и амплитуде САД 10 и инвертируются инвертором 11. В зависимости от знака напряжения (полярности) на запоминающей емкости 6 компаратор, второй вход которого соединен с корпусом (условно не показан), формирует на своем выходе логическую единицу «1» или «0», открывая этим СПД 12 для прохождения импульсов отрицательной полярности или через логическую схему «НЕ» 15 СПД 13 для прохождения импульсов положительной полярности. При этом через горячий спай термопары 2 протекает импульсный ток от САД 10 в одну сторону или от инвертора 11 - в другую. На основании эффекта Пельтье при протекании тока в одну сторону происходит нагрев горячего спая, а в другую - его охлаждение. Значение выходного сигнала компаратора 14 несет информацию о знаке производной температуры по времени
СПД 12 и 13 конструктивно могут быть выполнены подобно электронному ключу 5.SPD 12 and 13 can structurally be performed like an electronic key 5.
Таким образом, предложенная следящая система автоматического управления обеспечивает высокие точность и быстродействие работы измерителя скорости изменения температуры за счет поддержания равенства температур горячих спаев термопар 2 и 3 при их различных значениях постоянной времени с погрешностью, определяемой статической ошибкой следящей системы (обратно пропорциональной ее коэффициенту усиления).Thus, the proposed automatic control tracking system provides high accuracy and speed of the temperature change speed meter by maintaining the temperature equalities of the hot junctions of thermocouples 2 and 3 at their different values of the time constant with an error determined by the static error of the tracking system (inversely proportional to its gain) .
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013136244/28A RU2534384C1 (en) | 2013-08-01 | 2013-08-01 | Pulse-frequency temperature variation rate meter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013136244/28A RU2534384C1 (en) | 2013-08-01 | 2013-08-01 | Pulse-frequency temperature variation rate meter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2534384C1 true RU2534384C1 (en) | 2014-11-27 |
Family
ID=53383036
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013136244/28A RU2534384C1 (en) | 2013-08-01 | 2013-08-01 | Pulse-frequency temperature variation rate meter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2534384C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2622486C1 (en) * | 2016-05-31 | 2017-06-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина" | Device for measuring the temperature |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU378732A1 (en) * | 1971-05-03 | 1973-04-18 | OS? SUSTAINABLE ^ and [t't | |
SU403972A1 (en) * | 1972-03-31 | 1973-10-26 | DEVICE FOR MEASURING AND SIGNALING THE SPEED CHANGE OF TEMPERATURE | |
SU528459A2 (en) * | 1975-01-03 | 1976-09-15 | Тамбовский институт химического машиностроения | Device for measuring and signaling the rate of change of temperature |
SU572662A2 (en) * | 1976-04-16 | 1977-09-15 | Предприятие П/Я Г-4554 | Device for measuring and indicating temperature variation rate |
RU2300743C1 (en) * | 2006-01-31 | 2007-06-10 | Тамбовское высшее военное авиационное инженерное училище радиоэлектроники (военный институт) | Arrangement for measuring and signaling the speed of temperature changing |
US20120008662A1 (en) * | 2010-07-06 | 2012-01-12 | David Phillip Gardiner | Method and Apparatus for Measurement of Temperature and Rate of Change of Temperature |
-
2013
- 2013-08-01 RU RU2013136244/28A patent/RU2534384C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU378732A1 (en) * | 1971-05-03 | 1973-04-18 | OS? SUSTAINABLE ^ and [t't | |
SU403972A1 (en) * | 1972-03-31 | 1973-10-26 | DEVICE FOR MEASURING AND SIGNALING THE SPEED CHANGE OF TEMPERATURE | |
SU528459A2 (en) * | 1975-01-03 | 1976-09-15 | Тамбовский институт химического машиностроения | Device for measuring and signaling the rate of change of temperature |
SU572662A2 (en) * | 1976-04-16 | 1977-09-15 | Предприятие П/Я Г-4554 | Device for measuring and indicating temperature variation rate |
RU2300743C1 (en) * | 2006-01-31 | 2007-06-10 | Тамбовское высшее военное авиационное инженерное училище радиоэлектроники (военный институт) | Arrangement for measuring and signaling the speed of temperature changing |
US20120008662A1 (en) * | 2010-07-06 | 2012-01-12 | David Phillip Gardiner | Method and Apparatus for Measurement of Temperature and Rate of Change of Temperature |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2622486C1 (en) * | 2016-05-31 | 2017-06-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина" | Device for measuring the temperature |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2640089C2 (en) | System and method of monitoring working condition of igbt device in real time | |
US20130272341A1 (en) | Temperature sensor and temperature measurement method thereof | |
US8419274B2 (en) | Fully-on-chip temperature, process, and voltage sensor system | |
EP1279964B1 (en) | Resistance measuring circuit | |
CN105510793B (en) | A kind of self-calibrating method of current transformer IGBT power module junction temperature measurement | |
CN102970007B (en) | For the method and apparatus of time current conversion | |
CN103235189A (en) | High-precision micro resistor measurement method based on double-current voltage ratio method and measurement system for realizing method | |
US10935507B2 (en) | Thermal conductivity detector for gas mixtures having at least three components | |
RU2534384C1 (en) | Pulse-frequency temperature variation rate meter | |
Murrieta-Rico et al. | Acceleration measurement improvement by application of novel frequency measurement technique for FDS based INS | |
CN104236743A (en) | One-point calibration temperature measuring system | |
Prasanna et al. | An embedded read-out for GM counter | |
Yumagulov et al. | Reference generator with load-dissipated power control system | |
RU2545322C1 (en) | Device for temperature measurement | |
US2953748A (en) | Transistor testing | |
US3470388A (en) | Differential amplifier circuits | |
RU2561998C2 (en) | Digital temperature gage | |
RU2548925C1 (en) | Method to measure series resistance of crystal diode base | |
RU2562002C2 (en) | Temperature meter | |
RU2568972C1 (en) | Device to determine dynamic characteristics of temperature detector | |
RU2661457C1 (en) | Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal circuits | |
Zoran et al. | Computer controlled system for differential thermal analysis | |
Chen et al. | The design of millimeter-level ultrasonic distance measurement circuit | |
Wei et al. | Analysis & Study of harmonics’ impact on analog integrator’s Calibration | |
SU853566A1 (en) | Comrlex resistance component transducer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150802 |