SU1339413A1 - Temperature measuring device - Google Patents
Temperature measuring device Download PDFInfo
- Publication number
- SU1339413A1 SU1339413A1 SU864058538A SU4058538A SU1339413A1 SU 1339413 A1 SU1339413 A1 SU 1339413A1 SU 864058538 A SU864058538 A SU 864058538A SU 4058538 A SU4058538 A SU 4058538A SU 1339413 A1 SU1339413 A1 SU 1339413A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- input
- control unit
- electronic
- inputs
- Prior art date
Links
Landscapes
- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к приборостроению . Цель изобретени - повышение точности измерени температуры, Устройство осуществл ет двухтактный алгоритм измерени , оно содержит термопару 1, стабилизированный источник 2 напр жени , усилители 3 и 11, мост 4, состо щий из термометра 5 сопротивлени , опорного резистора 6, образцовых резисторов 7 и 8, конденсаторы 9 и 10, ключи 12-19, резисторы 20 и 21, 37 и 38, нуль-орган 22, блок 23 управлени , элементы И-НЕ 28, 29, элементы И 30-33, инвертор 34, RS-триггер 35, регистратор 36 и ключи 39 и 40. Дл исключени мультипликативной составл ющей погрешности, вносимой изменением коэффициента передачи измерительного тракта, устройство калибруетс в четыре такта по командам с блока 23 управлени . 1 ил. С/) J... 00 ;о 4 00 ЩТThe invention relates to instrumentation. The purpose of the invention is to improve the accuracy of temperature measurement. The device performs a push-pull measurement algorithm, it contains a thermocouple 1, a stabilized voltage source 2, amplifiers 3 and 11, a bridge 4, consisting of a resistance thermometer 5, a reference resistor 6, exemplary resistors 7 and 8 , capacitors 9 and 10, keys 12-19, resistors 20 and 21, 37 and 38, null organ 22, control unit 23, AND-HE elements 28, 29, And 30-33 elements, inverter 34, RS flip-flop 35 , the recorder 36 and keys 39 and 40. To eliminate the multiplicative component of the error introduced by the measurement HAND measuring path gain, the device is calibrated in four cycles by commands from the control unit 23. 1 il. С /) J ... 00; about 4 00 SchT
Description
Изобретение относитс к приборостроению и может быть использовано в системах измерени температуры с применением термоэлектрических преобразователей (термопар).The invention relates to instrumentation and can be used in temperature measurement systems using thermoelectric converters (thermocouples).
Целью изобретени вл етс повышение точности измерени температуры.The aim of the invention is to improve the accuracy of temperature measurement.
На чертеже приведена функциональна схема предлагаемого устройства.The drawing shows a functional diagram of the proposed device.
Устройство дл измерени температуры содержит термопару 1, стабилизи- рованньй источник 2 напр жени , усилитель 3, компенсатор температуры свободных концов термопары - мост 4., состо щий из термометра 5 сопротивлени , опорного резистора 6 и двух образцовых резисторов 7 и 8, два конденсатора 9 и 10, второй усилитель 11 восемь ключей 12-19, два резистора 20 и 21 в делителе отрицательной обратной св зи, первого усилител 3, нуль- орган 22, блок 23 управлени с выводами 24-27, два элемента И-НЕ 28 и 29, четыре элемента И 30-33, инвертор 33, RS-триггер 35 и регистратор 3 с четырьм входами, в качестве которого может быть использован любой записывающий прибор (например, магнитный или фотооптический) с аналоговым входом по напр жению, резисторы 37 и 38, два ключа 39 и 40. Блок 23 управлени включает генератор тактовой частоты, счетчик импульсов и дешифратор (не показаны).The device for temperature measurement contains a thermocouple 1, a stabilized voltage source 2, an amplifier 3, a thermocouple free end temperature compensator - bridge 4., consisting of a resistance thermometer 5, a reference resistor 6 and two exemplary resistors 7 and 8, two capacitors 9 and 10, the second amplifier 11, eight switches 12-19, two resistors 20 and 21 in the negative feedback divider, the first amplifier 3, the zero-organ 22, the control unit 23 with outputs 24-27, two IS-NOT elements 28 and 29 , four elements And 30-33, an inverter 33, RS-trigger 35 and the recorder 3 with Source inputs, in which any recording device (for example, magnetic or photo-optical) with an analog input voltage, resistors 37 and 38, two keys 39 and 40 can be used. Control unit 23 includes a clock generator, a pulse counter and a decoder ( not shown).
Устройство осуществл ет двухтактный алгоритм измерени и работает следующим образом.The device performs a push-pull measurement algorithm and operates as follows.
По сигналу 24 с блока 23 управлени в первом такте измерени преобразовани включаютс ключи 12-16, 18, 19 и 40, в результате конденсатор 9 через компенсационный мост 4 подключаетс к термопаре 1 и зар жаетс до напр жени By the signal 24c of the control unit 23, the keys 12-16, 18, 19 and 40 are turned on in the first measurement cycle of the conversion, as a result, the capacitor 9 is connected to the thermocouple 1 via the compensation bridge 4 and charged to the voltage
Ue, и, ЭДС + и,„, , (1) где и - напр жение на конденсаторе 9,Ue, and, EMF + and, ",,, (1) where and is the voltage across the capacitor 9,
ЭДС - сигнал термопары; напр жение на выходе компенсационного моста. Конденсатор 10 соединен с неинвертированным входом второго усилител 1 1 и подключаетс при этом через ключ 9 к выходу второго усилител 11 инвертированньй вход которого соединен с выходом усилителей 3 и 11, неинвертированные входы усилителей 3EMF - thermocouple signal; voltage at the output of the compensation bridge. The capacitor 10 is connected to the non-inverted input of the second amplifier 1 1 and is connected via a switch 9 to the output of the second amplifier 11 an inverted input of which is connected to the output of amplifiers 3 and 11, the non-inverted inputs of amplifiers 3
3941339413
и 1 подключены через ключи 18 и 40 соответственно к общей точке. В результате конденсатор 10 зар жаетс до напр жени and 1 are connected via keys 18 and 40 respectively to a common point. As a result, capacitor 10 is charged until the voltage
5five
00
С2 C2
jpi : jpi:
5five
00
где и. - напр жение на конденсаторе 10;where and. - the voltage on the capacitor 10;
U- - напр жение дрейфа О первого усилител ;U- is the drift voltage O of the first amplifier;
Unpj- напр жение дрейфа О второго усилител .Unpj is the drift voltage O of the second amplifier.
Во втором такте измерени по сигналу 25 с блока 23 управлени включаютс ключи 17 и 39, а все остальные отключаютс , в результате конденсатор 9 через ключ 17 подключаетс к неинвертированному входу усилител 3, а конденсатор 10 через ключ 39 - к неинвертированному входу усилител 11, инвертированньй вход которого соединен с выходом усилител 3, при . этом на выходе усилител 11 формируетс напр жениеIn the second measurement cycle, the keys 17 and 39 are turned on by the signal 25 from the control unit 23, and the others are disconnected. As a result, the capacitor 9 is connected via the switch 17 to the non-inverted input of the amplifier 3, and the capacitor 10 through the switch 39 to the non-inverted input of the amplifier 11, inverted the input of which is connected to the output of the amplifier 3, at. this at the output of the amplifier 11 is formed voltage
К,- К, + и.р, +K, - K, + IR, +
(3) (3)
соответственно коэффициенты передачи усилителей 3 и 11, которые определ ютс по формуламrespectively, the transmission coefficients of amplifiers 3 and 11, which are determined by the formulas
11 Т1 .11 T1.
ВЫХ С1 OUT C1
+ и+ and
где К where k
fpi и Кfpi and K
- и- and
00
К,TO,
/Rii/ Rii
R R
2020
R.R.
К,TO,
5j& 5j &
КTO
(4)(four)
3737
где , к, и к, , -ъь сопротив- g лени в цепи отрицательной обратной св зи усилителей 3 и 11 соответственно .where, k, and k,, -b are the resistances in the negative feedback circuit of amplifiers 3 and 11, respectively.
РМ, К, V.RM, K, V.
Подставив значени U из формул (1) (2) и (4) в формулу (З) получаем соотношениеSubstituting the values of U from formulas (1) (2) and (4) into formula (3), we obtain the relation
; (ЭДС + u.,,J(i +n-S; (EMF + u. ,, J (i + n-S
иand
выхout
R R
гоgo
RR
(5)(five)
77
В котором отсутствует аддитивна составл юща погрешности измерени , вносима дрейфом усилителей 3 и 11. Результат записи на регистраторе при этом определ етс соотношениемIn which there is no additive component of measurement error introduced by the drift of amplifiers 3 and 11. The result of the recording on the recorder is determined by the ratio
00
N. К.N. K.
и.and.
К TO
X ОбШ,X OB,
и.and.
(6)(6)
0&UI, : : обш, где N - показание на регистраторе;0 & UI,:: general, where N is the reading on the recorder;
и. - ЭДС + и,,,„;and. - EMF + and ,,, „;
К, - общий коэффициент передачи ОБЩK, is the total transmission coefficient of GEN
измерительного тракта.measuring path.
Дл исключени мультипликативной составл ющей погрешности, вносимой g изменением коэффициента передачи измерительного тракта, устройство калибруетс в четыре такта по командам 26 и 27, вьщаваемым с блока 23 управлени . При этом в первом тактеIn order to eliminate the multiplicative component of the error introduced by g by changing the transmission coefficient of the measuring path, the device is calibrated in four cycles by commands 26 and 27 taken from control unit 23. In this case, in the first measure
313394313394
калибро вкн включаютс ключи 12, 14- 16, 18, 19 и 40, а ключ 13 по сигналу 26 через элемент И 31 отключаетс , в результате конденсатор 9 зар жаетс до напр жени The keys 12, 14-16, 18, 19, and 40 are turned on the gauge, and the key 13 is turned off by the signal 26 through the element 31 and as a result, the capacitor 9 is charged before the voltage
и,,,, ЭДС - и„, (7) где и - напр жение на конденсаторе 9 в первом такте калибРОБКИ;and ,,,, EMF - and ", (7) where and is the voltage across the capacitor 9 in the first calibration cycle;
ЭДС - сигнал термопары; и - напр жение на опорном резисторе компенсационногоEMF - thermocouple signal; and - the voltage across the compensation resistor
моста,the bridge
а конденсатор 10 зар жаетс до на- пр жени , определ емого по формуле (2), Во втором такте калибровки включаютс ключи 17 и 39, а все остальные отключаютс , и напр жение на выходе усилител I1, определ емое по формуле (3), имеет значениеand the capacitor 10 is charged before the voltage determined by the formula (2). In the second calibration cycle, the keys 17 and 39 are turned on, and all the others are turned off, and the output voltage of the amplifier I1, determined by the formula (3), has the meaning
и.ь,х (ЭДС-и,)(|-. I). (8}i.h, x (emf-i,) (| -. I). (eight}
Одновременно на выходе нуль-органа 22 определ етс знак выходного напр жени , если на его выходе по вл етс сигнал логическа 1, что соответствует знаку +, то открываетс элемент И 33 и триггер 35, сигнал с которого в третьем такте калибровки через элементы 28 и 30 отключаетс ключ 12, при этом ключи 13-16, 18, 19 и 40 включены, в результате кон-, денсатор 9 зар жаетс до напр жени At the same time, at the output of the null organ 22, the sign of the output voltage is determined, if a logical 1 signal appears at its output, which corresponds to the + sign, then the element AND 33 and the trigger 35 are opened, the signal from which in the third calibration cycle through the elements 28 and 30, the key 12 is turned off, while the keys 13-16, 18, 19, and 40 are turned on, as a result, the capacitor 9 is charged before the voltage
ис,., ЭДС, (9) где и., j- напр жение на конденсаторе 9 в третьем такте калибровки, а конденсатор 10 при этом зар жаетс до напр жени , определ емого по формуле (2). В четвертом такте калибровки ключи наход тс в том же состо нии, как во втором такте, т.е. включены ключи 17 и 39, а все остальные отключены . Тогда напр жение на выходе усилител 11 в четвертом такте калиб- ровки с учетом формулы СЗ) имеет величину,., EMF, (9) where and., j is the voltage across the capacitor 9 in the third calibration cycle, and the capacitor 10 is charged to a voltage determined by the formula (2). In the fourth calibration cycle, the keys are in the same state as in the second cycle, i.e. Keys 17 and 39 are enabled, and all others are disabled. Then the voltage at the output of the amplifier 11 in the fourth calibration cycle, taking into account the formula Sz), has the value
иand
R R
R8ЫХR8YH
ЭДС.(| + 1).5-. (10) EMF. (| + 1) .5-. (ten)
RR
R,R,
20 320 3
Разность выходных напр жений, по- лученных во втором и четвертом тактах калибровки и вычисленных по формулам (8) и (10), составл ет величину , определ емую по формулеThe difference between the output voltages obtained in the second and fourth calibration cycles and calculated by formulas (8) and (10) is the value determined by the formula
аи u.( -ь 1). |- S , (11) and u. (- 1). | - S, (11)
° «го Kji° "go Kji
где и - напр жение на опорном резисторе Rg, определ емое по формулеwhere and is the voltage across the reference resistor Rg, determined by the formula
33
.1 Е R..1 Е R.
R,,. + R.R ,,. + R.
(12)(12)
Обр о Arr about
где Е - напр жение стабилизированного источника, включенного в диагональ моста; R - сопротивление образцового реQopwhere E is the voltage of the stabilized source included in the diagonal of the bridge; R - Resistance exemplary reQop
зистора, включенного в другое плечо моста, смежное с опорным резистором,a resistor connected to the other shoulder of the bridge, adjacent to the reference resistor,
а результат записи на регистраторе при этом определ етс соотношениемand the result of recording on the recorder is determined by the ratio
N,N,
К. TO.
Uo.Wow.
(13)(13)
NONO
--, подстав ОБЫ , о -, stand OBY, about
откуда определ ем Кwhere is the definition of K
л ем его в формулу (6) и получаем значение измер емой величиныwe put it in formula (6) and get the value of the measured value
(14)(14)
и. оand. about
Если на выходе нуль-органа 22 по вл етс логический О, то элемент И 33 не открываетс и триггер 35 остаетс в закрытом состо нии, а сигнал с его инверсного выхода в третьем такте через элементы 29 и 32 вы рслючает ключ I 4 , при этом ключи I 2, 13, 15, 16, 18, 19 и 40 включены, в результате конденсатор 9 зар жаетс до напр жени If a logical O appears at the output of the null organ 22, then the AND element 33 does not open and the trigger 35 remains in the closed state, and the signal from its inverse output in the third cycle through the elements 29 and 32 disconnects the I 4 key, I, 2, 13, 15, 16, 18, 19, and 40 switches are turned on, as a result, the capacitor 9 is charged before the voltage
иand
С KJWith KJ
ЭДС -ь и,„„„+ и, , (15) EMF - and, „„ „+ and,, (15)
где и, |., напр жение на конденсаторе 9 в третьем такте калибровки;where and, |., is the voltage across the capacitor 9 in the third calibration cycle;
UI Q - напр жение на выходе компенсационного моста; Ug - напр жение на втором резисторе .UI Q is the voltage at the output of the compensation bridge; Ug is the voltage across the second resistor.
Напр жение на втором конденсаторе 10 определ етс по формуле (2), В четвертом такте калибровки ключи I7 и 39 включаютс , все остальные отключаютс и напр жение на выходе усилител II в соответствии с форьгулой (З) имеет величинуThe voltage on the second capacitor 10 is determined by the formula (2). In the fourth calibration cycle, the keys I7 and 39 are turned on, all others are turned off and the voltage at the output of the amplifier II in accordance with the force (3) has the value
и„ (ЭДС + и,„„„-ь Uj.( +1and „(EMF + and,„ „„ - ь Uj. (+1
«о "about
X 5лX 5l
RR
(16)(sixteen)
3737
Разность выходных напр жений, полученных по формулам (16) и (5), составл ет величину, определ емую по формуле (11), т.е. независимо от знака калибровочного напр жени , полученного во втором такте, калибровочный перепад напр жени остаетс посто нным в том и другом случа х, определ емом напр жением по формуле .(l2), а результат измерени определи51The difference between the output voltages obtained by formulas (16) and (5) is the value determined by formula (11), i.e. regardless of the sign of the calibration voltage obtained in the second cycle, the calibration voltage drop remains constant in either case, determined by the voltage according to the formula. (l2), and the measurement result is determined
тс ПО формуле (14) и не зависит от коэффициента передачи измерительного тракта, а следовательно, не имеет мультипликативную составл ющую погрешности . Точность измерени согласно формуле (14) определ етс стабильностью опорного напр жени Ug, а так как эта величина согласно формуле 12) вл етс мерой образцовой, то и результат измерени имеет соответственно высокую точность измерени .mc according to formula (14) and does not depend on the transmission coefficient of the measuring path, and, therefore, does not have a multiplicative error component. The measurement accuracy according to formula (14) is determined by the stability of the reference voltage Ug, and since this value according to formula 12) is a model measure, the measurement result has a correspondingly high measurement accuracy.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864058538A SU1339413A1 (en) | 1986-04-16 | 1986-04-16 | Temperature measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864058538A SU1339413A1 (en) | 1986-04-16 | 1986-04-16 | Temperature measuring device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1339413A1 true SU1339413A1 (en) | 1987-09-23 |
Family
ID=21234400
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU864058538A SU1339413A1 (en) | 1986-04-16 | 1986-04-16 | Temperature measuring device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1339413A1 (en) |
-
1986
- 1986-04-16 SU SU864058538A patent/SU1339413A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент JP № 57-47419, кл. G 01 К 7/14, опублик. 08.10,82, Авторское свидетельство СССР № 617690, кл, G 01 К 7/02, 1976. I * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Nagarajan et al. | Improved single-element resistive sensor-to-microcontroller interface | |
US3978471A (en) | Digital thermometer using a dual slope a/d converter without a high precision voltage source | |
JPS6166971A (en) | Method and circuit for measuring resistance of temperature detector and digitizing it | |
JPH05196510A (en) | Method for obtaining measured quantity and circuit device for performing this method | |
EP0033328B1 (en) | Device for compensation of transfer functions | |
Elangovan et al. | A simple digital interface circuit for giant magneto-resistance sensors | |
SU1339413A1 (en) | Temperature measuring device | |
US4294115A (en) | Measuring device for practically simultaneous ΔT and T measurement | |
US4090151A (en) | Temperature sensing device for producing alternating electric signals whose period is a function of a temperature | |
RU2308727C1 (en) | Device for measuring electric capacity | |
JP3410562B2 (en) | Temperature / wind speed measurement device | |
JPH062126Y2 (en) | Thermocouple temperature measuring device | |
SU1530995A1 (en) | Thermoanemometric device for with automatic temperature self-compensation | |
SU830146A2 (en) | Digital thermometer | |
US1375872A (en) | Electric pyrometer | |
JPS5831078Y2 (en) | Thermoelectric temperature measuring device | |
SU1397743A1 (en) | Multipoint digital thermometer | |
GB2039057A (en) | Digital strain measurement technique | |
SU1151834A1 (en) | Device for measuring temperature (its versions) | |
SU1675795A1 (en) | Device for measuring resistance increment | |
JPH053989Y2 (en) | ||
JPS5856818B2 (en) | density and kay | |
SU606114A1 (en) | Multichannel temperature measuring device | |
SU1030743A1 (en) | Device for indicating 90 phase shift between two voltages | |
SU1721449A1 (en) | Temperature meter |