SU1283551A1 - Устройство дл измерени показател тепловой инерции термопреобразовател - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и предназ- начено дл  автоматической сортировки термопреобразователей по значению показател  тепловой инерции. Цель изобретени  - повышение точности измерени . Устройство содержит термопреобразователь 1, показатель тепловой инерции которого измер ют , источник 2 опорного напр жени , измерительный усилитель 3, схемы 4 и 5 сравнени , нагреватель 6, триггеры 7 и 13, управл емьА ключ 8, источник 9 питани , счетчики 10 и 16 импуль- iCOB, схему И-НЁ,11, генератор 12 опорной частоты, схему И 14 и делитель 15 частоты. Введение новых элементов и образование новых св зей между элементами устройства позвол ет устранить систематическую погрешность j обусловленную временем нагрева термопреобразовател  1. Число импульсов , зафиксированное в счетчике 16,  вл етс  мерой дл  определени  показател  тепловой инерции исследуемого термопреобразовател  и не зависит от его нагрева, что повышает точность измерений. 1 ил. S (Л

Description

Эъ

гИЩ

1C

/укуг

ЕС

00

СО ел

ел

10

11283551

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и предназначено дл  определени  показател  тепловой инерции термопреобраэователей в лабораторных и заводских услови х, например, при их автоматической сортировке по значению показател  тепловой инерции.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  показател  тепловой инерции путем устранени  систематической погрешности, обус- i ловленной временем нагрева термопреобразовател .

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит термопреобразователь 1, показатель тепловой инерции которого необходимо измерить , источник 2 опорного напр жени , измерительный усилитель 3, две схемы 4 и 5 сравнени , нагреватель 6 термопреобразовател , первый триггер 7, управл емый ключ 8, источник 9 питани , первый счетчик 10 импульсов, ;логическую схему 11 типа И-НЕ, генератор 12 опорной частоты, второй триггер 13, логическую схему 14 типа И, делитель 15 частоты и второй :счетчик 16 импульсов.

з м н н

ны

f5

20

25

и

ты л н в

п

л

30

- н

Нагреватель 6 термопреобразовател  1 соединен с источником 9 питани  через управл емый ключ 8, измерительный усилитель 3 соединен с выходом термопреобразовател  1, а выход усилител  - с первыми входами двух схем 4 и 5 сравнени , вторые входы которых соединены раздельно с источником 2 опорных напр жений, входы триггера 7 подключены к .выходам схем 4 и 5 сравнени , а его выход соединен с управл ющим входом ключа 8. Первый вход логической схемы И-НЕ

11и вход счетчика 10 импульсов подключены к выходу триггера 7, .второй вход которого соединен с выходом триггера 13, а выход подключен к одному из входов схемы И 14, к второму входу которой подключен генератор

12опорной частоты, выход схемы И 14 через делитель 15 частоты соединен с входом счетчика 16 импульсов, а установочный вход триггера 13 соединен с выходом счетчика 10 импульсов .

Устройство работает следующим образом .

Выходное напр жение термопреобразовател  1, уйиленное при помощи измерительного усилител  3, поступает на первые входы схем 4 и 5 сравнени , на вторые входы которых подаютс  опор

ные напр жени  Е, и Е (Е, Ь„; от

Е,)

источника 2 опорных напр жений.

При этом схема 4 сравнени  срабатывает , если выходное напр жение усилител  3 превышает опорное напр жение Е,, а схема 5 сравнени  - когда выходное напр жение усилител  3 становитс  меньше опорного напр жени  Eg.

На выходах схем 4 и 5 сравнени  по вл ютс  при этом импульсы, поступающие на соответствующие входы триггера 7,

Усиленный выходной сигнал остывающего термопреобразовател  1 в регут л рном тепловом режиме измен етс  по экспоненциальному закону

25

V(t) Е,ехр(-;),

(1).

где Е. 0

значение выходного напр жени  термопреобразовател  в момент окончани  теплового импульса;

измер емое значение показател  тепловой инерции термо- преобразовател ; текущее врем . Спуст  некоторый промежуток време- ни At выходное напр жение остывающего термопреобразовател  1 достигает значение Е, при котором срабаты- вает схема 5 сравнени .

С учетом (1) можно показать, что

с t 40

величины it и зависимостью

и св заны между собой

ut 6

In

(2)

Е.

С выхода схемы 5 сравнени  поступает сигнал на один из входов триггера 7, на выходе которого по вл етс  1, поступающа  на счетчик 10. импульсов и управл к ций вход ключа 8. Ключ 8 при этом замыкаетс  и на нагреватель 6 от источника 9 поступает ток, нагревающий термопреобразователь 1. Как тЬлько выходной сигнал термопреобразовател  1 достига- е.т в результате нагрева значени , равного Е|, срабатывает схема сравнени  4 и на другой вход триггера 7 поступает сигнал, который переводит его в О. При этом ключ 8 размыкаJO

J5

етс  и подогрев термопреобраэовател  1 прекращаетс . После прекращени  действи  теплового импульса длительностью A.t преобразователь 1 остывает до тех пор, пока его выходное напр жение не достигнет значени  Ej. После этого вышеописанный процесс многократно повтор етс .

Многократность процесса измерени  значени  обуславливает сглаживание случайных погрешностей, неизбежных при одиночном измерении.

Дл  получени  результата измерени  о триггер 13 предварительно устанавливаетс  в положении О и на входе логической схемы 11 отсутствует разрешающий сигнал дл  дальнейшего прохождени  .выходных импульсов триггера 7.

По сигналу ПУСК , поступающему на один из входов триггера 13 и разрешающий вход счетчика 10, триггер 13 переводитс  в положение 1 и с вы- хода триггера 7 через логическую схему 11 на вход схемы И 14 поступают импульсы длительностью t.

Одновременно при этом импульсы с выхода триггера 7 начинают поступать на вход счетчика 10 и за некоторое врем  переполн ют его. Емкость N счетчика 10 задана, а импульс переполнени  его, поступающий на второй вход триггера 13, переводит послед- НИИ в состо ние О и поэтому поступ

25

30

,ление импульсов на выход устройства прекращаетс  в момент переполнени  счетчика 10.

На вход делител  15 частоты с выхода генератора 12 опорной частоты через логическую схему 14 поступают импульсы с частотой „ лишь в промежутки времени ut, начина  с момента ПУСК до момента переполнени  счетчика 10 с заданной емкостью N. Так как число промежутков времени it определ етс  емкостью N счетчика 10 импульсов, то суммарное число импульсов п , поступивших на вход делител  15 до момента переполнени  счетчика 10, равно

п

.

(3)

Коэффициент делени  делител  15 частоты можно выбрать равным, например , N, т.е. численно равным значению емкости счетчика 10.

В результате на вход счетчика 16, выход которого  вл етс  выходом устройства , поступает от генератора 12 число импульсов, равное

.-г

Ej

(4)

Из выражени  (4) следует, что число п импульсов, зафиксированное в счетчике 16, может  вл тьс  мерой дл  определени  показател  тепловой инерции t последующего термопреобразовател  и не зависит от времени его .нагрева, что существенно повьш а- ет точность измерени .

С учетом этого, значение показател  геш1овой инерции термопреобразовател  можно определить из следующего соотношени 

о

fal

Е

(5)

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  показател  тепловой инерции термопреобра- зовател , содержащее нагреватель термопреобразовател , соединенный через управл емый ключ с источником питани , измерительный усилитель, вход которого соединен с термопреобразовадвух схем сравнени , вторые входы которых соединены раздельно с источником опорных напр жений, триггер,

   два входа которого подключены к выходам схем сравнени , а выход соединен с управл ющим входом ключа, о т- личающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени ,

   путем устранени  погрешности, обусловленной временем нагрева термопреобразовател , в него введены два счетчика импульсов, дополнительньш триггер, генератор опорной частоты, логические

   схемы И-НЕ, И и делитель частоты,

   при этом первый вход логической схе- мы И-НЕ « вход первого счетчика импульсов подключены к выходу первого триггера, второй вход логической схемы И-НЕ соединен с выходом второго триггера, а ее выход подключен к одному из двух входов логической схе мы И, к второму входу которой подключен выход генератора опорной частоты , выход логической схемы И через Делитель частоты соединен с входом второго счетчика импульсов;а установочный вход второго триггера соединен свы- ходом первого счетчика импульсов.