SU679821A1 - Устройство дл измерени показател тепловой инерции термодатчиков - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области теплотехнических измерений. Известные автоматические устройства дп  измерени  показател  тепловой инерции термбдатчиков l , отличгиотс  низкой точностью результата измерени . Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  устройство, содержащее активный диф ференциатор., преобразователь сигнала и отсчетный прибор 2 . Недостатком известного устройства  вл етс  низка  точность измерени , обусловленна  тем, что преобра зователь сигнала содержит усилитель с экспоненциальной характеристикой, котора  может быть реашизована лишь приближенно. Целью изобретени   вл етс  повыш ние точности измерени . Это достигаетс  тем, что в предлагаемое устройство введены схема сравнени  и триггер, при этом преобразователь сигнала выполнен в виде пикового детектора с автоматическим сбросом и делителем, выход которого подключен к первому схемы срав нени , а ее выход - к первому входу двухвходового триггера, выход крторого подключен к отсчетному блоку, причем второй вход схемы сравнени  и второй вход триггера подключены к входу пикового детектора, который  вл етс  входом преобразовател  сигнала . На чертеже изображена функциональна  схема описываемого устройства. Устройство дл  измерени  показател  тепловой инерции термодатчиков содержит предварительный усилитель 1, активный дифференциатор 2, пиковый детектор 3 с автоматическим сбросом ПА и резистивным делителем R и Rj, схему сравнени  4, триггер 5 с двум  входами и отсчетный блок б, выполненный, например, в виде генератора 7 опорных импульсов, ключа 8 и счетчика импульсов 9 .. Принцип работы устройствазаключаетс  в следующем . к входу устройства подключаетс  термодатчик, например термопара, показатель тепловой инерции которой необходимо измерить. При помещении термодатчика в среду с посто нной температурой, напр жение на выходе будет мен тьс  по закону близкому к экспоненциальному.

Сигнал с выхода термодатчика, предварительно усиленный усилителем 1, поступает на вход активного дифференциатора 2„ При условии, что эквивалентна  посто нна  времени дифференциатора много меньше посто  нной времени термодатчика, на выходе дифференциатора образуетс  экспоненциально затухающее напр жение

,

где и - установившеес  значение вы ходного напр жени  термодатчика;

К - посто нный коэффициент дл  выбранного предварительного усилител  и дифференциатора;

Т - показатель тепловой инерции термодатчика.

Напр жение на выходе пикового детектора имеет ВИД

ипА KUo

13 сохран ет это значение до момента поступлени  следующего продифференцированного сигнала термодатчика В качестве пикового детектора с автоматическим сбросом может быть использовано устройство по авт.св. №352390.

Напр жение, снимаемое с резистивного делител  RJR

..

-const.

d

,

Оба напр жени  Цд и Uд(t) поступают одновременно на отдельныевходы схеfjBJ сравнени  4 котора  в момент равенства напр жений срабатывает и воздействует на второй вход триггера 5, возвраща  последний в нулевое положение.

Если прин ть во внимание, что запуск триггера 5 и перевод его в единичное положение соответствует моменту воздействи  переднего фронта продифференцированного сигнала термодатчика на один из его входов, то длительность импульса на выходе триггера определитс  зависимостью:

ки.

те.п-ТЕ ., „ д а

где п - посто нный коэффициент, завис щий от выбора сопротивлений резисторов R. и R-,

как следствие равенства -to

U(t)--KUo& U OKUj,.

Следовательно, на выходе триггера 5 образуетс  имйульс напр жени  с длительностью t,, строго пропорциональной численному значению показател  тепловой инерции термодатчнка . Этот импульс напр жени  управл ет отсчетным блоком 6, выполненным , например, в виде управл емого ключа 8, открытое состо ние которого длитс  в течение промежутка времени , равного t, генератора 7 опорных импульсов и счетчика импульсов 9. В результате отсчета измер емого ими показател  Т получаетс  в цифровой форме.

Предложенное устройство не уступает прототипу по быстродействию. Так, например, при соотношении (Сопротивлений

:;- 0,95, п 0,05 длительность процесса измерени  не превышает g Т.

В то же врем  устройство обладает высокой точностью измерени .

Погрешность измерени  может быть оценена погрешностью длительности отрезка времени t, котора , исход  из принципа работы устройства, будет в основном определ тьс  погрешностью вносимой схемой сравнени .

Можно показать, что абсолютна  погрешность

ли

30 где ли - порог чувствительности

схемы сравнени .

Соответственно относительна  погрешность измерени 

At,

ди

auAlioi ;, 1 dt а

ли

.-torren 1

а

Пусть, к примеру дО 0,5 мВ; KUj, 2,5 В Т 10 с; а 0,95, тогда сУТ 0,5%.

5Таким образом, предложенное устройство действительно позвол ет измер ть показатель тепловой инерции термодатчика с высокой точностью .

Claims (2)

1. 5. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  показа5 тел  тепловой инерции термодатчиков содержащее активный дифференциатор, подключенный к входу преобразовател  сигнала, и отсчетный блок, о т личающе-ес  тем, что, с целью повышени  точности измерени , в него введены схема сравнени  и триггер, при этом преобразователь сигнала выполнен в виде пикового детектора с автоматическим сбросом и делителем, выход которого подключен к первому входу схемы сравнени .

   а ее выход - к первому входу триггера , выход которого подключен к отсчетному блоку, причем второй вход схемы сравнени  и второй вход триггера подключен к входу пикового детектора , который  вл етс  входом преобразовател  сигнала.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1.Авторское свидетельство СССР №456157, кл. G 01 К 7/14, 1972.

   2.Авторское свидетельство СССР И525862, кл. G 01 К 7/14, 15/00, i97S (прототип).
2. И

   и-:J