SU1216669A1

SU1216669A1 - Device for measuring temperature

Info

Publication number: SU1216669A1
Application number: SU833710250A
Authority: SU
Inventors: Владимир Владимирович Пятшев; Владимир Ефимович Терещенко
Original assignee: Челябинский Ордена "Знак Почета" Приборостроительный Завод "Теплоприбор"
Priority date: 1983-12-12
Filing date: 1983-12-12
Publication date: 1986-03-07

Abstract

Изобретение относитс к области температурных измерений, а именно к устройствам дл измерени темпера- туры термоэлектрическими преобразовател ми (ТП ), снабженными калибраторами . Цель изобретени - определение типа градуировки ТП и ошибки измерени температуры. ТП I погружают в измер емую среду, выходной сигнал с блока 1 поступает на входы блока 2 управлени и блоков 3 сравнени . Блок 3-1 сравнивает ЭДС ТП 1 с напр жением источника 4-J эталонного напр жени , полученна разность поступает на вход блока 5 выделени наименьшей разности. При этом температура фазового перехода калибратора выбрана немного ниже диапазона измер емых температур, а каждое эталонное напр жение равно стандартному значению ЭДС ТП в точке фазового перехода каждой из распознаваемых градуировок . Цифровой сигнал с.регистра поступает на коммутатор, который под действием этого сигнала пропускает на схему выборки-хранени наименьшую разность, т.е. ошибку измерени , а регистр запоминает номер разности, который определ ет тип градуировки ТП. 2 ил. (Л фег fThe invention relates to the field of temperature measurements, namely to devices for measuring temperature by thermoelectric converters (TF) equipped with calibrators. The purpose of the invention is to determine the type of calibration of TP and temperature measurement errors. TP I is immersed in the measured medium, the output signal from block 1 is fed to the inputs of control block 2 and comparison blocks 3. Block 3-1 compares the EMF of TP 1 with the voltage of the source 4-J of the reference voltage, the resulting difference is fed to the input of the block 5 for extracting the smallest difference. In this case, the phase transition temperature of the calibrator is chosen slightly below the range of measured temperatures, and each reference voltage is equal to the standard value of the EMF TP at the phase transition point of each of the recognized calibrations. The digital signal from the register enters the switch, which, by the action of this signal, passes the smallest difference to the sample-storage circuit, i.e. measurement error, and the register stores the difference number, which determines the type of calibration of the TP. 2 Il. (L fég f

Description

II

Изобретение относитс к температурным измерени м, а именно к устройствам дл измерени температуры термоэлектрическими преобразов ате- л ми, снабженными калибраторами.The invention relates to temperature measurements, namely, devices for measuring temperature by thermoelectric converters equipped with calibrators.

Цель изобретени - определение типа градуировки термоэлектрического преобразовател и ошибки измерени температуры.The purpose of the invention is to determine the type of graduation of a thermoelectric converter and temperature measurement errors.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 - схема блока вьщелени наименьшей разности.Figure 1 shows the block diagram of the device; Fig. 2 is a block diagram of the smallest difference block.

Устройство дл измерени температуры содержит термоэлектрический преобразователь 1, снабженный калибратором (реперным материалом с определенной точкой плавлени |, блок 2 управлени , П блоков 3 сравнени (3-1,,... ,3-п , И источников 4 эталонного напр жени (4-1,4-2,..., 4 п и блок 5 выделени наименьшей разности.The device for temperature measurement contains a thermoelectric converter 1 equipped with a calibrator (reference material with a certain melting point |, control unit 2, P comparison units 3 (3-1 ,, ..., 3-п, AND reference voltage sources 4 (4 -1.4-2, ..., 4n and block 5 for selecting the smallest difference.

Блок 2 управлени , как и в известном устройстве, фиксирует момент фазового перехода материала, калибраг тора, т.е. момент его плавлени , например по равенству нулю производной от выходного сигнала термопреобразовател , и формирует сигнал дл управлени блоком 5 выделени наименьшей разности. Он может быть выполнен , например, в виде последовательно включенных дифференциатора, нуль-органа и одновибратора.The control unit 2, as in the known device, records the moment of the phase transition of the material, caliber, i.e. the moment of its melting, for example, by the equality to zero of the derivative of the output signal of the thermocouple, and generates a signal for controlling the selection unit 5 of the smallest difference. It can be performed, for example, in the form of a series-connected differentiator, null-organ and one-shot.

Блоки сравнени , их число должно быть равно количеству распознаваемых градуировок, могут быть выполнены , например5 на основе дифференциальных усилителей по известным схемам.Comparison units, their number should be equal to the number of recognizable calibrations, can be performed, for example, 5 based on differential amplifiers according to known schemes.

Блок 5 выделени наименьшей раз- ности может быть выполнен по предлагаемой схеме и содержит Ц операционных усилителей 6-1 ,6-2,... ,6 ti (на фиг.2 приведена схема блока 5 дл случа , когда h 4), резисторы 7-1,..,,7-4 и 8-1,,.«,8-4, диоды 9-1,...9-4, коммутаторы Ю-,..., 10-4, компараторы , коммутаторы 14 и 15, логическую схему S6, регистр 17, коммутатор 18 и схему 19 выборки и хранени .The smallest difference selection unit 5 can be performed according to the proposed scheme and contains C operational amplifiers 6-1, 6-2, ..., 6 ti (Fig. 2 shows the block 5 for the case when h 4), resistors 7-1, .. ,, 7-4 and 8-1 ,,. “, 8-4, diodes 9-1, ... 9-4, switches Yu -, ..., 10-4, comparators, the switches 14 and 15, the logic circuit S6, the register 17, the switch 18 and the circuit 19 for sampling and storage.

Коммутаторы 11,14 и 16 вьшолнены так, что при отсутствии от1)ицатель ного напр жени на управл ющем входе выходной зажим соедин етс с нижним входньм зажимом, а при Калинин отрицательного напр жени на управл ю166692Switches 11, 14 and 16 are made so that in the absence of a 1) voltage at the control input, the output terminal is connected to the lower input terminal, and for Kalinin a negative voltage to the control is 166692

щем входе - с верхним входньм зажимом ,the common entrance - with the upper entrance,

Операционные усилители 6 с резисторами 7 и 8, диодами 9 и ко -1мутато5 рами 10 образуют схемы преобразовани разнопол рного сигнала в одно- пол рный .Operational amplifiers 6 with resistors 7 and 8, diodes 9, and co-mutations 10 form conversion circuits for a polar-to-single signal.

Устройство работает следуюпда- образом.The device works as follows.

10 При измерении температуры снаб-v женный калибратором термоэлектрический преобразователь 1 погружают в измер емую среду, и выходной сигнал термоэлектрического преобразовател 10 When measuring the temperature, the thermoelectric converter 1 supplied with a calibrator is immersed in the measured medium, and the output signal of the thermoelectric converter

15 I поступает на входы блока t управлени и блоков 3 сравнени .15 I is fed to the inputs of the control unit t and the comparison units 3.

Блок 3-1 сравнени сравнивает ЭДС термопреобразовател 1 с напр жением источника 4-1 эталонного напр жени Comparison unit 3-1 compares the emf of the thermal converter 1 with the voltage of the source 4-1 of the reference voltage

20 и полученна разность поступает на первый вход блока 5 выделени наименьшей разности. Причем температура фазового перехода калибратора выбрана немного ниже диапазона из25 мер б .мых температур, а каждое20 and the resulting difference is fed to the first input of the allocation unit 5 of the smallest difference. Moreover, the phase transition temperature of the calibrator is chosen slightly below the range of 25 meters b.

эталонное напр жение равно стандартному значению ЭДС термоэлектрического преобразовател в точке фазового перехода каждой из распознавае30 мых градуировок.The reference voltage is equal to the standard value of the EMF of the thermoelectric converter at the phase transition point of each of the recognizable calibrations.

Аналогично на остальные входы блока. 5 поступают разности мелсду каждым эталонным напр жением и ЭДС .термопреобразовател 1.Similarly to the remaining inputs of the unit. 5, the Melsd difference is obtained for each reference voltage and the EMF of the thermocoupler 1.

35 В момент фазового перехода калибратора в термопреобразователе 1 блок 5 выделени наименьшей разности формирует и запоминает по сигналу блока 2 управлени два сигнала:35 At the time of the phase transition of the calibrator in the thermal converter 1, the selection unit 5 of the smallest difference generates and remembers two signals by the signal of the control unit 2:

Q цифровой сигнал, кодирующий номер наименьшей разности и вл ющийс идентификатором градуировки, и аналоговый сигнал - разность между стандартной ЭДС и ЭДС термопреобра 2 зовател 1 в точке фазового перехода калибратора, отражающий дрейф гра- дуирсвочной характеристики.Q is a digital signal that encodes the smallest difference number and is the calibration identifier, and the analog signal is the difference between the standard EMF and EMF of the thermal transducer 2 inhaler 1 at the calibrator phase transition point, reflecting the drift of the graduation characteristic.

Блок 5 выделени наименьшей разности работает следующим образом.The smallest difference allocation unit 5 operates as follows.

50 На вход операционного усилител 6-1 через резистор 7-1 поступает перва разность между напр жением источника 4-1 эталонного напр жени и ЭДС термопреобразовател 1. Если50 The first difference between the voltage of the source 4-1 of the reference voltage and the emf of the thermal converter 1 is supplied to the input of the operational amplifier 6-1 through the resistor 7-1.

55 эта разнос- ь положительна, на выходе усилител 6-1 по вл етс отрицательное напр жение, и коммутатор 10-1 пропускает положительное напр жение55, this difference is positive, a negative voltage appears at the output of amplifier 6-1, and switch 10-1 passes positive voltage

с входа блока 5 на вход компаратора .11, Если перва разность отрицатель на, то на выходе усилител 6-1 по вл етс положительное напр жение, и диод 9-1 открьшаетс .from the input of block 5 to the input of comparator .11, If the first difference is negative, then a positive voltage appears at the output of amplifier 6-1, and diode 9-1 opens.

Напр жение на катоде диода 9-1 равно по абсолютной величине входному , но противоположно по знаку. При этом коммутатор 10- пропускает напр жение с катода диода 9-1 на вход компаратора 11 . Это напр5Э1жение положительно и равно по абсолютной величине входному.The voltage at the cathode of the diode 9-1 is equal in magnitude to the input, but opposite in sign. In this case, the switch 10- passes the voltage from the cathode of the diode 9-1 to the input of the comparator 11. This direction is positive and equal in absolute value to the input.

Аналогично на выходах коммутаторов 10-2 - 10-4 напр жение всегда положительно и равно входному по абсолютной величине.Similarly, at the outputs of switches 10–2–10–4, the voltage is always positive and equal to the input in absolute value.

Абсолютна величина первой и второй разности поступает на входы компаратора 11. Если перва разность меньше второй, на выходе компаратора 11 по вл етс отрицательное напр жение , и. коммутатор 14 пропускает на вход компаратора 13 напр жение с выхода коммутатора ГО-1. Если перва разность больше второй, на выходе компаратора 11 отсутствует дополнительное напр жение, и коммутатор 14 пропускает на вход компаратораThe absolute value of the first and second differences is fed to the inputs of the comparator 11. If the first difference is less than the second, the negative voltage appears at the output of the comparator 11, and. the switch 14 passes to the input of the comparator 13 a voltage from the output of the switch GO-1. If the first difference is greater than the second, there is no additional voltage at the output of the comparator 11, and the switch 14 passes to the input of the comparator

13напр жение с коммутатора 10-2. Таким образом, на выход коммутатора13 voltage from switch 10-2. So the switch output

14проходит всегда меньшее из входных напр жений, а напр жение на выходе компаратора i1 кодирует номер этого напр жени .14, the smaller of the input voltages is always passed, and the output voltage of the comparator i1 encodes the number of this voltage.

Аналогично на выходе коммутатораSimilarly at the switch output

15присутствует всегда меньшее15 there is always less

из его входных напр жений, а выход компаратора 12 несет логическую информацию о номере этого напр жени .from its input voltages, and the output of the comparator 12 carries logical information about the number of this voltage.

Компаратор 13 сравнивает выходные напр жени коммутаторов 14 и 15,Comparator 13 compares the output voltages of the switches 14 and 15,

I6669I6669

выходные сигналы компараторов II - 13 поступают на вход логической схемы, котора преобразует их в вид удобный дл управлени коммутатором 5 18, т.е. формирует цифровой сигнал, однозначно определ топшй номер наименьшей разности, поступающий на вход регистра 17.the output signals of the comparators II - 13 are fed to the input of the logic circuit, which converts them into a form convenient for controlling the switch 5 18, i.e. generates a digital signal, uniquely identifying the top number of the smallest difference that arrives at the input of register 17.

Цифровой сигнал с регистра 17Digital signal from register 17

10 поступает на коммутатор 18, который под действием этого сигнала пропускает на вход схеьы 19 выборки-хранени на5теньшую разность, т.е. ошибку измерени , а регистр 17 запоминает10 enters the switch 18, which, under the action of this signal, passes the smallest difference to the input of the sample-storage circuit 19, i.e. measurement error, and register 17 remembers

15 номер этой разности, который однозначно определ ет тип градуировки термоэлектрического термопреобразовател .15 is the number of this difference, which uniquely determines the type of graduation of a thermoelectric thermocouple.

Claims

20 claims

A temperature measuring device comprising a thermoelectric converter equipped with a caliber,

25, the output of which is connected to the control unit, the sources of reference voltages and the comparison unit, which is intended to determine the type of graduation of the thermal 3Q of the electric converter and

temperature measurement errors, additional comparison units and reference voltage sources and a selection unit of the smallest difference are entered, the inputs of which are connected to the output of the control unit and the outputs of all comparison units, the number of which is equal to the number of calibrations recognized, the first inputs of the blocks

Comparisons are connected to the thermo 40 ° output.

electrical converter as well

the second inputs are with the outputs of the sources of the reference voltages.

35

ullaVlemi

fig I