SU1578517A1

SU1578517A1 - Цифровой измеритель температуры

Info

Publication number: SU1578517A1
Application number: SU884483240A
Authority: SU
Inventors: Николай Иванович Грибок; Владимир Иванович Зорий; Сергей Аркадьевич Савенко; Юрий Васильевич Сасин; Богдан Иванович Стаднык; Ярослав Андреевич Пастернак; Эрвин Михайлович Гашпар; Богдан Михайлович Скоропад
Original assignee: Львовский политехнический институт
Priority date: 1988-09-19
Filing date: 1988-09-19
Publication date: 1990-07-15

Abstract

Изобретение относитс к цифровой термометрии и позвол ет повысить точность измерени при работе с различными типами термопреобразователей сопротивлени . Напр жение с выхода источника напр жени 8 поступает через резисторы 1.N, многополюсный переключатель 2 на вход операционного усилител 5 с многополюсным переключателем 4 и резисторами 3.N, 7 в цеп х обратной св зи. С помощью переключателей 2, 4 измен етс величина тока, протекающего через термопреобразователь сопротивлени (ТС) 11. Сигнал с ТС 11 поступает через дифференциальный усилитель 12 на второй вход сумматора 13, первый вход которого подключен к выходу масштабного преобразовател 9. Аналого-цифровой преобразователь 14 формирует код, пропорциональный температуре ТС 11. 1 ил.

Description

Изобретение относится к цифровой термометрии и может быть использовано при измерении температуры при помощи портативных цифровых измерителей температуры с автономным питанием в комплекте с платиновыми терморезистивными преобразователями.

Цель изобретения - повышение точности измерения при работе с различными типами термопреобразователей сопротивления.

На чертеже изображена функциональная схема цифрового измерителя температуры.

Цифровой измеритель температуры содержит η резисторов 1.1-1.П, первый многополюсный переключатель 2, η резисторов 3.1-З.п, второй многополюсный переключатель 4, операцион- jo ный усилитель 5, первый 6 и второй 7 резисторы, источник 8 напряжения, первый 9 и второй 10 масштабные преобразователи, терморезистивный преобразователь (ТС) 11, дифференциаль- 25 ный усилйтель 12, сумматор 13 и аналого-цифровой преобразователь 14.

Цифровой измеритель работает следующим образом.

Напряжение с выхода источника 8 поступает на резисторы 1,1-1.η и на масштабные преобразователи 9 и 10, коэффициенты передачи которых соответственно равны К9 и К10. Согласно ГОСТ 6651-84, отечественной промышленностью выпускаются платиновые термопреобразователи сопротивления, в которых сопротивления при 0 С соответственно равны R_o,= 5- Ом; R^j = = 10 Ом; R_o3= 50 Ом;' R_o«= 100 Ом; R = 500 0м и т.д. Поскольку функции 05 преобразования платинового термопреобразователя сопротивления (ТС) записывается в виде R(0) = R |(0) [1 + + о(0 - то со сменой значения

R (0) в η раз изменяется сопротивление R_n(0) = nR(0) [1 + c(Q - узО¹], где

R. - значение начального сопротивления платинового ТС при 0 С с наи:меньшим сопротивлением, η = 1,2,3, • · · ·· ϊϊ ·

При работе с ТС_;с градуировкой вида R (6) = R(0) [1 + οίθ - ^^посредством двухполюсных переключателей 2 и 4 в измерительную цепь включаются сопротивления 1.1 и 3.1. Значение -тока, протекающего через ТС. 1J , определяют из уравнения I . ₍₀ ^К/1 ^к ц где I - значение тока;

р - коэффициент передачи дифференциального усилителя 12} . R _л- сопротивление резистора 1.1; U_o -напряжение источника 8 напряжение.

Напряжение на ТС 11 равно

U(6) =

Uc-Rto)

R* -p-R(6) ’ (2)

На выходе дифференциального-усилителя 12, учитывая инверсию полярности, напряжение равно п = _ UoAR(0)__

R _if- /3 R(e) ' ⁽³⁾

Функцию передачи аналого-цифрового преобразователя 14 определяют из урав-¹нения

N - К.„_п » . Uon(4) где U* - напряжение на информационном входе;

U_on ~ напряжение на опорном входе.

Напряжения на выходах масштабных •преобразователей 9 и 10 соответственно равны

И, - в. · к, ;

В„-В. К„ (5)

Показания аналого-цифрового преобразователя 14 равны м = R^niUx__ ₌и_оп

Кц· КЫ Ji- R(0) „ Ί к’“ |R_t1“VR(e)· ^KJ’ (6) где Κ_ί3~ коэффициент передачи сумматора 13.

При Θ- 0°С показания N должны быть равны нулю, поэтому £· R(10)

R^-p’R^) = 0 или К , ipR(O)

R₍₁ - pR(O)

Выбором значения , К^, и

К₃ обеспечивается прямбпропорциональная зависимость показаний N от температуры в.

При построении портативных термометров в комлект входят платиновые

ТС с разными номинальными сопротивлениями R.(0). Они отличаются диапазоном измерения температуры, чувствительностью, инерционностью. При этом целесообразно при переходе от' ТС и

ТС вносить минимальные изменения в электронную часть прибора. С изменением сопротивления ТС в η раз выражение (6) принимает вид

(7)

Если взять значение сопротивления R_1n= nR_1o то выражение (7) равно выражению (6)'.

Таким образом, при переходе от ТС с сопротивлением R(0) = R(0)[1 + +ο(6-βθ^ζ]κ ТС с сопротивлением R_h(0) = nR(0) [1 + ο(θ-рб’Знеобходимо изменить значение сопротивления R₅₁на сопротивление nR^. Это свойство и реализовано в предлагаемом измерителе, в котором на операционном усилителе 5, резисторах 6 и 7 и коммутируемых резисторах 1.1-1,η и 3.1 З.п собран дифференциальный генератор тока, причем 8_ЭП= nRj,.

При работе термометра с градуировкой R_n(0) к дифференциальному генератору тока подключают посредством многополюсных переключателей 2 и 4 резисторы 1.η и З.п с сопротивлением nR^ и nR_3r

Остальные узлы измерителя остаются без изменений.

Claims

Ф о р м ула изобретения Цифровой измеритель температуры, содержащий первый и второй масштабные преобразователи, термопреобразователь сопротивления, аналого-циф'ровой преобразователь, четыре резистора, операционный усилитель и источник опорного напряжения, выход которо го подключен к первому выводу первого резистора и к первым выводам первого и второго масштабных преобразователей,’ вторые выводы которых связаны с общей шиной, соединенной с первым токовым выводом термопреобразователя сопротивления и инвертирующим опорным входом аналого-цифрового преобразователя, неинвертирующий опорный вход которого соединен с выходом первого масштабного преобразователя, при этом неинвертирующий вход операционного усилителя соединен с вторым токовым выводом термопреобразователя сопротивления и первым выводом второго резистора, инвертирующий вход котороjq го связан с вторым выводом третьего резистора и с первым выводом четвертого резистора, второй вывод которого подключен к выходу операционного усилителя, отличающийся тем, 15 что, с целью повышения точности измерения при работе с различными термопреобразователями сопротивления, в . него введены сумматор, две группы резисторов, два многополюсных пере20 ключателя и дифференциальный усилитель, инвертирующий и неинвертирующий входы которого соединены с соответствующими потенциальными выводами термопреобразователя сопротивления, а 25 выход подключен к первому выводу третьего резистора и второму входу сумматора, первый вход которого соединен с выходом второго масштабного преобразователя, а выход подключен к 30 инвертирующему сигнальному входу аналого-цифрового преобразователя, неинвертирующий сигнальный вход которого связан с общей шиной, первые выводы первой группы резисторов подключены к первому выводу первого резис35 тора, второй вывод которого и вторые выводы первой группы резисторов соединены с соответствующими входами первого многополюсного переключателя, 4θ выход которого связан с неинвертирующим входом операционного усилителя и с первыми выводами второй группы резисторов, вторые выводы которых, и второй вывод второго резистора под45 'ключены к соответствующим входам второго многополюсного переключателя, выход которого соединен с выходом операционного усилителя.