SU581389A1

SU581389A1 - Apparatus for remote measuring of temperature

Info

Publication number: SU581389A1
Application number: SU7402016688A
Authority: SU
Inventors: Эрнст Моисеевич Бромберг
Original assignee: Куйбышевский Филиал Всесоюзного Института По Проектированию Организации Энергетического Строительства
Priority date: 1974-04-18
Filing date: 1974-04-18
Publication date: 1977-11-25

Description

1one

Изобретение относитс к измерительной технике.This invention relates to a measurement technique.

. Известны устройства дл дистаицион .ного измерени температуры, содержащие терморезистивный элемент, подклю ченный к преобразователю электрическбго сопротивлени в частоту перемеиного тока, выход которого соединен с регистрирующим прибором через линию св зи l,2V.. Devices for distance measurement of temperature are known, containing a thermoresistive element connected to an electrical resistance converter to a frequency of alternating current, the output of which is connected to a recording device via a communication line l, 2V.

Однако такие устройства имеют относительно низкую точность, обусловленную нелинейностью выходной характеристики устройства, изменением его чувставтельности а зависимости от внешних условий и от времени, изменением наче1 ьной частоты преобразовател электрического сопротивлени в частоту перемениого тока, и низкую стабильность во времени из-за дрейфа всех параметров измерительной цепи..However, such devices have a relatively low accuracy due to the nonlinearity of the output characteristic of the device, a change in its sensitivity and dependence on external conditions and time, a change in the initial frequency of the impedance converter into the frequency of the alternating current, and low stability over time due to the drift of all the measurement parameters chains ..

Целью изобретени вл етс исключение погрешностей й:змерени ,св занных с нелинейностью преобразовател .The aim of the invention is to eliminate errors of measurement: associated with the non-linearity of the converter.

Это достигаетс тем, что. T« t i opeзистивнь1й .элемент вьтолнен: з последовательно соединенных ДбУх эталонных резисторе и двух идентичных термореэисторов , параллельно одному из которых включен терморезистор идентичный им. Выводы всех резисторов подключены к преобразователю электрического .сопротивлени в частоту перемен-ного тока через дополнительный коммутатор .This is achieved by the fact that. T «t i resistive. The element is complete: from the series-connected dBuh reference resistor and two identical thermistors, parallel to one of which the thermistor is identical to them. The leads of all the resistors are connected to the converter of electrical resistance to the frequency of alternating current through an additional switch.

На чертеже дана структурна схема устройства.The drawing is a block diagram of the device.

Оно содержит терморезистивный элемент 1, коАШутатор 2, преобразователь 3 электрического сопротивлени в частоту переменного тока, линию свйзи 4 и регистрир овщй прибор 5.It contains a thermo resistive element 1, a coAtator 2, a transducer 3 of electrical resistance to the frequency of an alternating current, a line 4 and a recording device 5.

Термореэистивный элемент 1, выполнен в виде включенных последовательно четырех электрических сопротивлений, два из которых представл ют собой идентичные независимые от температуры эталонные сопротивлени Кат,, , а два дшугих - идентичные термометры сопротивлени Bt, , Kij , ргишельно термометру сопротивлени H. включен терькнлетр сопротивлени Rt , идентич ый термометрам tt. , Jli, Thermo-resistive element 1, is made in the form of four electrical resistances connected in series, two of which are identical temperature-independent reference resistors Cat ,, and two others are identical resistance thermometers Bt, Kij, and resistance thermometer H. thermal resistance is included Rt identical to tt thermometers. , Jli,

Все выводы 6-10 резисторо подключены через коммутатор 2 ко Ъходу преобразовател 3 электрического сопротивлени в частоту перемвииого тока , выход которого подключен черв линию св зи 4 к регистрирующему прибору 5. Устройство работает следующим образом . Частота f j, измер ема регистриру ющим-прибором 5, св зана с электрическим сопротивлением R первичного преобразовател 1 соотношением f «oR + bR -с Точность измерени определ етс параметрами а, в, с: с - начальное значение частоты выходного сигнала при измер емой емпературе, равной нулю; в - чувствительность преобразо вател сопротивлени в частоту/ а коэффициент нелинейности преобразова тел сопротивлени в частоту, najpaMeTpbf а, в/ с, вл ютс неизвестными , так как не остаютс посто нными во времени и, кроме того измен ютсг от вли ни внешних условий рсобенно температуры). В св зи с этим получить высокую точность из.eрени и стабильность характеристик с помощью известных устройстй- не представл етс возможным, Дл повышени точности и исключени вли ни на результат измерени перечисленных выше параметров констр ци устройства предусматривает прове дение измерени в четыре такта с последующей обработкой результатов, В первом такте измерени : коммутатор 2 подключает по входу преобразов тел 3 вьгаоду 6/8 терморезистивногр злемента. Учитыва , что ,зтгэтг 1гэт, RtisHtj tsllt, в первом такте измер емое сопротивле ние будет равно Rt H, , что равносильно R,(} 3T-t-Si)Таким образом частота f в первом так те измерени будетсв зана с измер емым сопротивлением н, соот о§ ением f.a(R3T + fit)-- fagfiw 4.m) . Во втором такте измерени коквиутатор 2 подключает по входу преобразовател 3 выводы 6, 9 терморезистивного элемента. Во втором такте измер емое сопротивление будет равно Н2«( . Таким образом частота I., во втором такте измерени будет св зана с измер емым сопротивлением S 2 соотношение ()) В третьем такте измерени ко(Ф1утатор 2 подключает ко входу преобразовател 3 выводы 7, 8 терморезистивного элемента. В третьем такте измер емое сопротивление Rj будет равно что равносильно H5-CRyr4.TJtH-T). Таким образом частота f в третьем такте(измерени будет св зана с изме р емым сопротивлением И, соотноиением fj a|Rai Rl)-(RjT) В четвертом такте измерени коммутатор 2 подключает ко входу преобразовател 3 выводы 6, 10 терморезистивного злемента 1. В четвертом такте измер емое сопротивление R. будет равно R4«{SaT Bt)+(- 4-BjT) Таким образом, частота f. в четвертом такте измерени будет св зана с измер емьм сопротивлением Яд соотношением ). В регистрирующем приборе 5 из частоты fj вычитаетс fj , а из f вычитает i- i C4tsmyr4.Rt).-2 f,- (RaT.Bi)2bj(- 4-R3T) Эти выражени рассматриваютс как два совместных уравнени , которые-реализуютс относительно искомой величины R, . Дл этого, вычисл ют разность V sbffj fpN2 t -Rt) , лосле чего определ етс отношение f r jHfaTn 2R3T откуда ( VfjJ-fVf,) Учитыва , что сопротивление, R св зано с измер емой температуройt соотношением Н. ,° дл измер емой температуры получим ( 4- sV-«r i Анализ полученного-;выражени показывает , что результат измерени температуры не зависит от параметров а, в, о, т.е. не зависит от нелинейности преобразовател сопротивлени в частоту , от изменени чувствительности этого преобразовател , от-вэмерени начального значени частоты преобраэовател (дрейфа нул ), от стабильности элементов измерительной цепи, линии св зи и т.д.All terminals 6-10 of the resistor are connected through switch 2 to the output of converter 3 of electrical resistance to alternating current frequency, the output of which is connected to the recording device 5 of the worm line 4 to the recording device 5. The device operates as follows. The frequency fj measured by the registering device 5 is related to the electrical resistance R of the primary converter 1 by the relation f "oR + bR -c. The measurement accuracy is determined by the parameters a, b, c: s is the initial frequency of the output signal at the measured temperature equal to zero; c - the sensitivity of the transducer of the resistance to frequency (a) and the nonlinearity coefficient of the conversion of resistance bodies to the frequency, najpaMeTpbf, v / s, are unknown, since they do not remain constant in time and, moreover, change due to the influence of external conditions and temperatures ). In this connection, it is not possible to obtain high accuracy of the efficiency and stability of the characteristics with the help of known devices. In order to increase the accuracy and eliminate the effect on the measurement result of the above parameters, the device design provides a measurement in four strokes with subsequent processing results, in the first measurement cycle: the switch 2 connects the input 3 of the transformer to the 3rd transistor 6/8 of the thermoresistive element. Taking into account that CTG 1Gt, RtisHtj tsllt, the measured resistance in the first cycle will be equal to Rt H, which is equivalent to R, (} 3T-t-Si) Thus the frequency f in the first measurement will be associated with the measured resistance n, by the correspondence fa (R3T + fit) - fagfiw 4.m). In the second measurement cycle, the coquiutator 2 connects at the input of the transducer 3 the terminals 6, 9 of the thermal resistance element. In the second cycle, the measured resistance will be H2 "(. Thus, frequency I., in the second measurement cycle, the ratio ()) will be associated with the measured resistance. S2) In the third measurement cycle, ko (F1utator 2 connects to the converter input 3 terminals 7 , 8 thermoresistive element. In the third cycle, the measured resistance Rj will be equal to (equivalent to H5-CRyr4. TJtH-T). Thus, the frequency f in the third cycle (the measurement will be associated with the measured resistance AND, the relation fj a | Rai Rl) - (RjT) In the fourth measurement cycle, switch 2 connects to the input of the converter 3 conclusions 6, 10 of the thermal resistance element 1. V the fourth cycle measured resistance R. will be equal to R4 «{SaT Bt) + (- 4-BjT) Thus, the frequency f. in the fourth measurement cycle, it will be related to the measurement of the Yd resistance by the ratio). In registering device 5, fj is subtracted from fj, and i-i C4tsmyr4. Rt) is deducted from f. - 2 f, - (RaT.Bi) 2bj (- 4-R3T) These expressions are considered as two joint equations that are implemented relative to the desired value of R,. To do this, calculate the difference V sbffj fpN2 t -Rt), which is determined by the ratio fr jHfaTn 2R3T from where (VfjJ-fVf,) Considering that the resistance, R is related to the temperature measured by the ratio N., ° for the measured temperature we obtain (4- sV- "ri Analysis of the obtained-; expression shows that the result of temperature measurement does not depend on the parameters a, b, o, i.e. does not depend on the nonlinearity of the resistance to frequency converter, on the change in sensitivity of this converter, on In the initial value of the frequency converter (drift zero), from tabilnosti measuring circuit elements, and communication lines of communication etc.

Точность измерени определ етс эталонным резистором,которое может быть выполнено практически с любой требуемойточностью и коэффициентом преобразовани .The measurement accuracy is determined by a reference resistor, which can be performed with almost any desired accuracy and conversion factor.

Таким образом, точность измерени температуры при ее дистанционном измерении фактически определ етс классом самого резистора и не зависит от параметров измерительной схемы и линии св зи. По линии св зи и передаетс частотный сигнал, который может передаватьс на значительные рассто ни .Thus, the accuracy of temperature measurement during its remote measurement is actually determined by the class of the resistor itself and does not depend on the parameters of the measuring circuit and the communication line. A frequency signal is transmitted over the communication line and can be transmitted over considerable distances.

В регистрирующем приборе результа четырех тактов измерени обрабатывают автоматически по приведенному выше алгоритму;и получают измер емую температуру непосредственно в градусах Цельси .In a recording instrument, the results of four measurement cycles are processed automatically by the above algorithm, and the measured temperature is obtained directly in degrees Celsius.

Claims

1. Author's certificate of the USSR 315057, cl. BQ1 K 7/02, 1971.

2.Novitsky P.V. and others. Digital devices with catotnyh sensors. M., Energie, 1970, pp.91-102,