SU1651113A1 - Способ определени температуры и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к температурным измерени м и позвол ет повысить точность определени  температуры . Емкостные преобразователи объедин ют в tn групп, по п преобразователен в каждой группе. Одновременно на все п преобразователей каждой грулны подают п наборов различные, т ос row«i- ных напр жений, измер ют с-чмарнуи емкость С каждой группы при подаче каждого наоора напр жение. Искомую емкость каждого преобразовател  определ ют из решени  систем уран- нений. Значение температуры определ ют по значению емкости ооответстЕ о- щего преобразовател . Устройство Д| чг осуществлени  способа содер иг входной коммутатор 4, каждый инфорчациоь- ный зход которого соединен черео р,м- делигельньге конденсаторы 2 н 3 с обкладками п емкостных пресбразоват - лей 1п каждой группы, блок 5 измерени , блок 6 управлени  и вычислени  блок 7 напр жений, на выходах которого формируетс  п наборов посто нных напр женки, подаваемых на обкладки емкостных преобразователей 1п. с п ф-лы, 1 ил. И -У If

Description

1ЯГК&

jSMRi

оэ

Изобретение относитс  к температурным измерени м и может быть использовано дл  многоточечного измерени  температуры, например дл  измерени  температурных полей в любых средах, а также на поверхности твердых т ел,

Цель изобретени  - повышение точности определени  температуры путем уменьшени  погрешности измерени , свзанной с наличием линий св зи, соедин ющих преобразователи с измерительным блоком.

На чертеже показана схема устройства дл  осуществлени  предлагаемого способаСущность способа заключаетс  в следующем. Емкостные преобразователи из сегнетоэлектрического материала объедин ют в m групп по п в каждой группе. На преобразователи каждой группы одновременно подают п различных наборов посто нных напр жений и измер ют суммарную емкость каждой группы емкостных преобразователей при различных напр жени х смещени  . Составл ют дл  каждой k-й группы систему уравнений

- к к

Л, К

ci

(

(k 1,.„,ш)

;

1,..9n);

где С« - суммарна  емкость k-й

группы емкостных преобразователей во врем  j-ro изме- ЈК рени ;

С j - искома  емкость 1-го емкостного преобразовател  ц k-й группы; А--™ посто нный коэффициент, равный отношению емкости i-го преобразовател  k-й группы при напр жении во врем  j-ro измерени  к емкости при нулевом напр жении на емкостном преобразователе; m - число групп „ Реша  систему уравнений (1), на - ход т значение емкости каждого емкостного преобразовател . Далее по градуировочной зависимости емкости преобразовател  от температуры опредеп ют значение температуры каждого преобразовател  и соответст

венно температуру в точке его расположени . Значение коэффициентов определ ют дл  каждого преобразовател  перед проведением измерений из зависимости емкости преобразовател  от напр жени  смещени .

Дл  пленочных преобразователей из сегнетоэлектрического материала зависимость емкости от температуры и напр жени  может быть представлена в виде

C(U,T) (C(T)-A(U)

(2)

0

5

0

5

0

5

0

5

где С(U) зависит только от темпера- туры5 a A(U) - только от напр жени . Поэтому величины не завис т от температуры.

Значени  посто нных напр жений, подаваемых на емкостные преобразователи ,, выбираютс  так(чтобы матрица коэффициентов (Ajj ) была невырожденной .

Устройство содержит m групп емкостных преобразователей 1$}1в «- 1п (показано три группы преобразователей ) , соединенных между собой через разделительные конденсаторы 2,..., 2П5 3,...,3П, коммутатор 4, информационные входы которого соединены с каждой группой емкостных преобразователей , блок 5 измерени , блок 6 управлени  и вычислени  6 и блок 7 напр жений.

Емкость разделительных конденсаторов выбираетс  значительно больше емкости преобразователей. В качестве блока 5 измерени  используетс  стандартный измеритель емкости с цифровым выходом. Блок 6 управлени  и вычислени  может быть реализован на основе микроЭВМ или стандартных микропроцессорных комплектов. Блок 7 напр жени  должен формировать п наборов посто нных напр жений Uj , подаваемых на все термопреобразователи. Дл  емкостных преобразователей предварительно снимаетс  зависимость емкости от величины напр жени  на обкладках. Величины напр жений U, выбираютс  из услови  невырожденности матриц (А,-;)

Если используютс  преобразователи разных технологических партий, дл  которых зависимость емкости от напр жени  различна, то в пам ть блока 6 необходимо занести m различных матриц по числу групп Если все преобразова516511

тели имеют одинаковые характеристики, то в пам ть блока 6 необходимо занести только одну матрицу

Устройство работает следующим образом.

По сигналу с блока 6 управлени  и вычислени  6 на емкостные преобразователи каждой группы подаетс  определенный первый набор посто нных нап

р жений Uj{ . С помощью коммутатора 4 блок 5 измерени  осуществл ет измерение суммарной емкости каждой группы емкостных преобразователей. Измеренные значени  занос тс  в оперативную пам ть блока 6„ После измерени  суммарной емкости всех групп преобразователей на выходе блока 6 формируетс второй набор посто нных напр жений. Снова измер етс  суммарна  емкость каждой группы преобразователей. Тако процесс измерени  повтор етс  п раз при различных наборах напр жений смещени  , удовлетвор ющих условию невырожденности матрицы коэффициентов (А ,f j )k. Значение емкости каждого преобразовател  определ етс  в блоке 5 путем решени  m систем уравнений (1)о Температура каждого емкостного преобразовател , а соответствен- но, и температура объекта в месте расположени  емкостного преобразовател  определ ютс  по известной гра- дуировочной зависимости емкости преобразовател  от температуры. При заданном числе емкостных преобразователей, в цел х сокращени  количества линий св зи соедин ющих группы преобразователей с блоком напр жений и коммутатором, число преоб- разователей в группе следует выбирать равным корню квадратному из общего числа преобразователей.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   1 о Способ определени  температуры , заключающийс , в подаче напр жени  на емкостные преобразователи из сегнетоэлектрического материала, ус- тановленные в различных точках объекта , и определении температуры в каждой- точке объекта по значению емкости соответствующего емкостного преобразовател , отличающийс 

   тем, что, с целью повышени  точности, объедин ют емкостные преобразователи в группы по п емкостных преобразо

   0

   ,- 0 5 0

   136

   вателей в каждой группе, одновременно подают на емкостные преобразователи каждой группы п наборов различных значений посто нных напр жений, измер ют суммарную емкость каждой группы емкостных термопреобразователей при катодом наборе посто нных напр жений , а значение емкости каждого емкостного преобразовател  определ ют из системы уравнени  и

   5

   5

   g

   5

   К

   .

   с; -gj-A-j. С; ,

   (i,j 1,2,..,п), (k 1,...,m) Л

   где С - суммарна  емкость k-й груп- пы емкостных преобразователей во врем  j-ro измере- к ни ;

   AM- посто нный коэффициент, равный отношению емкости 1-го преобразовател  k-й группы при напр жении во врем  j-ro измерени  к емкости при нулевом напр жении на емкостном преобра- и .зователе;

   С . - искома  емкость 1-го емкостного преобразовател  k-й группы; m - число групп, 2, Устройство дл  определени  температуры, содержащее емкостные преобразователи, входной коммутатор, выход которого подключен к входу блока измерени , а управл ющий вход подключен к первому выходу блока управлени  и вычислений, соединенному с блоком измерени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, в него введены разделительные конденсаторы и блок напр жений управл ющий вход которого соединен с вторым выходом блока управлени  и вычислени , а емкостные преобразователи объединены в m групп по п емкостных преобразователей в каждой группе, при этом каждый k-й информационный вход входного коммутатора соединен через разделительные конденсаторы с обкладками п емкостных преобразователей каждой k-й группы, обкладки 1-х емкостных преобразователей каждой группы соединены между собой и подключены к соответствующему i-му выходу блока напр жений.