SU1283548A1

SU1283548A1 - Многоканальное устройство дл измерени температуры

Info

Publication number: SU1283548A1
Application number: SU853890241A
Authority: SU
Inventors: Марсель Валиевич Мусин
Original assignee: Предприятие П/Я А-3791
Priority date: 1985-04-23
Filing date: 1985-04-23
Publication date: 1987-01-15

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и позвол ет упростить устройство, по э 1сить быстродействие , точность и расширить диапазон измерений. При поступлении сигналов с выхода блока 19 управлени открываютс ключи 8, 9, 12 в одном из каналов и ключи 10, 11 и 13 соответствующей группы датчиков. При этом ток с положительного полюса источника протекает через резистор 14, регулирующий элемент 16, через ключ 11, резистор 15, эталонный резистор 5, провода 3 и 4 резистивного датчика 1 , ключ . 12 к отрицательному полюсу источника напр жени . Падение напр жени на резисторах 5 и 15 сравниваетс на выходе усилител 17 с опорным напр жением источника 18. Усилитель 17 измен ет сопротивление канала регулирунлцего элемента 16 до достижени равенства этих напр жений. Изменением величин резисторов 15 дл каждой группы измер емых датчиков может быть установлен свой оптимальный ток. 2 ил. (/)

Description

//

ви

ю

00

со сл

Изобретение относитс к измерительной технике, в частности к устройствам дл измерени температуры с помощью. резистивньгх датчиков по мостовой измерительной схеме,

Цель изобретени - упрощение устройства , повышение быстродействи и точности, расширение диапазона измерений ,

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - выходные сигналы блока управлени .

Устройство содержит в каждом канале резистивные датчики 1 с трем соединительными проводами 2 - 4, эталонные резисторы 5 по числу групп однотипных датчиков, источник 6 тока , измерительный блок 7 (в качестве измерительного блока может использоватьс дифференциальный усилитель), первый 8 и второй 9 ключи, п тый 10 и четвертый 11 ключи, третий ключ 12, шестой ключ 13, первый дополнитель- ньй резистор 14, вторые дополнительные резисторы 15 по числу эталонных резисторов 5, регулирующий элемент 16, операционный усилитель 17, источник 18 опорного напр жени иг блок 19 управлени . .

Количество первых - третьих ключей равно числу измерительных каналов п, а четвертых - шестых - числу групп однотипных датчиков т. Общее количество датчиков разбито на группы m по

резистор 5, второй провод 3 резистив- ного датчика 1, третий провод 4 датчика 1, ключ 12 к отрицательному полюсу источника -Е. Падение напр же5 НИН на резистивном делителе (относительно общей шины) Р5 и Р15 через ключ 13 сравниваетс на входе усилител 17 с опорными напр жением U источника 18 опорного напр жени .

10 Усилитель 17 измен ет сопротивление канала регулирующего элемента 16 до достижени равенства этих напр жений, , При этом через резистор 14 протекает ток i, который не зависит ни от ве личины резистора 14, ни от величины источника Е, ни от сопротивлени ключей 11 и 12, а определ етс выражением

20

25

1 -

Uc

RS+RIS

(1)

30

Этот ток создает падение напр жени Ug на резисторе 14, равное U

Ri4-i.

Это напр жение поступает на вход опорного напр жени источника 6 тока , и поскольку величина резистора 14 и токозадающего резистора источника 6 идентичны, то выходной ток источника 6 Тока тоже идентичен току i и не зависит ни от сопротивлени ключа 9, ни от сопротивлени нагрузок . Выходной ток источника 6 то- ка протекает при этом через ключ

равлени имеет п выходов дл управлени первыми - третьими ключами, и п выходов дл управлени п тым - шестым ключами.

числу диапазонов измерений. Блок уп- 35 9, первый провод 2 датчика 1, резистивньй датчик 1, третий провод 4- датчика, ключ 12 также к отрицательному источнику - Е .

Падение напр жени U на этало Устройство работает следующим об- ° резисторе 5 через ключ 10 поступает на второй вход измерительного блока 7, а суммарное падение напр жени Urt на втором проводе 3 датчика 1, первом проводе 2 - через 45 ключ 8 на первый вход измерительного блока 7:

разом.

nyc Yb количество каналов п 256, количество групп однотипных датчиков m 8. На фиг. 2 показаны вьпсодные сигналы блока 19 управлени . В общем случае разбивки на группы датчиков может быть на любое целое число (управл ющие сигналы m в этом случае мо- ,гут быть получены от сигналов пспо- /тощью многовходовых элементов ИЛИ) . При поступлении сигналов с выхода блока управлени открываютс ключи 8, 9, 12 в одном из каналов и ключи 10, 11, 13 соответствующей группы датчиков. При этом ток с положительного полюса источника + Е протекает через резистор 14, регулирующий элемент 16, через ключ 11, резистор 15, эталонный

и,

50

i.Rj; i t -ь

iRi - i, iR..

где r,

- сопротивление соединительных проводов 2 и 3 датчика 1.

55 В измерительном блоке 7 происходит вычитание, и результат измерени Ь. и равен

ли Uj-U,i(R,,

резистор 5, второй провод 3 резистив- ного датчика 1, третий провод 4 датчика 1, ключ 12 к отрицательному полюсу источника -Е. Падение напр жеНИН на резистивном делителе (относительно общей шины) Р5 и Р15 через ключ 13 сравниваетс на входе усилител 17 с опорными напр жением U источника 18 опорного напр жени .

Усилитель 17 измен ет сопротивление канала регулирующего элемента 16 до достижени равенства этих напр жений, При этом через резистор 14 протекает ток i, который не зависит ни от величины резистора 14, ни от величины источника Е, ни от сопротивлени ключей 11 и 12, а определ етс выражением

1 -

Uc

RS+RIS

(1)

5

0

Ri4-i.

и,

i.Rj; i t -ь

iRi - i, iR..

где r,

ли Uj-U,i(R,,

где iR - отклонение величины сопротивлени датчика от эталонного .

При этом падени напр жени на третьем проводе 4 и ключе 12 в результат измерений не вход т. Как видно из уравнений (1), изменением величин резисторов 15 дл каждой группы измер емых датчиков может быть установлен свой оптимальный ток. Это позвол ет установить наи- более благопри тный режим измерени , исключить излишний разогрев высоко- омных датчиков, в то же врем получить большой уровень сигнала при измерении низкоомных датчиков, тем самым повыша точность измерений и расшир диапазон измер емых резисторов В данном случае диапазон измерений по сравнению с известным устройством расшир етс в восемь раз, поскольку при измерении может быть установлено восемь значений токов через дат .чики.

В предлагаемом устройстве за счет измерени в один такт в два раза повышаетс быстродействие по сравнению с известным устройством.

Таким образом, в предлагаемом устройстве при сохранении достоинств мостовой схемы измерени достигает ,с упрощение конструкции, повышение точности и быстродействи , а также

iрасширение диапазона измерений.

При подаче в качестве опорного напр жени Up переменного напр жени .

результат измерени выдаетс в переменного напр жени .

Claims

Формула изобретени

Многоканальное устройство дл измерени температуры, содержащее параллельные измерительные каналы.

35 ключен к выходу источника опорного напр жени , а выход - к управл ющему входу регулирующего элемента четвертого ключа и через регулирующий элемент соединен с вторым входом источника тока, выход п того ключа под ключен к второму входу измерительного блока, управл ющий вход третьего ключа соединен с управл ющими вхо дами первого и второго ключей, а

40

резистивный датчик и три ключа в каж- управл ющий вход шестого, четверто , .

чем первый провод резистивного датчика через первый ключ подключен к первому входу измерительного, блока и через второй ключ - к выходу источ- 5 ника тока одноименные управл ющие входы первого и второго ключей объединены и подключены к соответствующим выходам блока управлени , о т- личающеес тем, что, с

О целью повышени быстродействи и точности, в него введены дополнительные параллельно соединенные каналы , каждый из которых снабжен трем ключами и резистором, усилитель,

5 регулирующий элемент, дополнительный резистор, источник напр жени , источник опорного напр жени , причем пер- вьй вывод эталонного резистора подключен к входу п того ключа, а вторые выводы резистивных датчиков и эталонных резисторов подключены к общей шине, третий провод резистивного датчика через третий ключ подключен к отрицательному полюсу источ ника напр жени , положительный полюс которого непосредственно соединен с входом источника тока и через дополнительный резистор с вторым входом источника тока, а в дополнительных каналах первый вывод эталонного резистора через резистор подключен к входу четвертогр ключа и через шестой ключ подключен к первому входу усилител , второй вход которого под35 ключен к выходу источника опорного напр жени , а выход - к управл ющему входу регулирующего элемента четвертого ключа и через регулирующий элемент соединен с вторым входом источника тока, выход п того ключа подключен к второму входу измерительного блока, управл ющий вход третьего ключа соединен с управл ющими входами первого и второго ключей, а

20

25

30

40

дом измерительном канале, эталонные резисторы, источник тока, блок .управлени , измерительный блок, приго ключей соединены с управл ющим входом п того ключа и соответствующим выходом блрка управлени .

.ЛП

J5FL

л г.

-.J.

J

П