SU757876A1 - Temperature measuring device - Google Patents

Temperature measuring device Download PDF

Info

Publication number
SU757876A1
SU757876A1 SU782600279A SU2600279A SU757876A1 SU 757876 A1 SU757876 A1 SU 757876A1 SU 782600279 A SU782600279 A SU 782600279A SU 2600279 A SU2600279 A SU 2600279A SU 757876 A1 SU757876 A1 SU 757876A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
storage unit
temperature
unit
Prior art date
Application number
SU782600279A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Aleksandr P Poddubnyj
Original Assignee
Mo Inzh Fiz Inst
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mo Inzh Fiz Inst filed Critical Mo Inzh Fiz Inst
Priority to SU782600279A priority Critical patent/SU757876A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU757876A1 publication Critical patent/SU757876A1/en

Links

Landscapes

  • Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)

Description

Изобретение относится к области термометрии, преимущественно к измерению температуры объектов.The invention relates to the field of thermometry, mainly to the measurement of the temperature of objects.

Известно устройство для измерения $ температуры, содержащее преобразователь температуры, схему измерения, блок индикации [Ϊ].A device for measuring temperature is known, containing a temperature converter, a measuring circuit, a display unit [.].

Однако известное устройство имеет недостаточную точность измерения, Ю так как его работа основана на предложении о неизменности постоянной времени датчика температуры. На самом деле переходный процесс на выходе датчика определяется не только его|5 собственной постоянной, но в значительной степени зависит от характера взаимодействия системы датчик - измеряемое тело: плотный или неплотный контакт (наличие теплового сопротив- 20 ления), сухой или мокрый датчик (стерилизация при медицинских измерениях) , характер поверхности тела, теп— лообмен. Все это приводит к непредсказуемым изменениям постоянной вре- 25 мени переходного процесса и, в свою очередь, к большой погрешности измерения известного устройства, имеющего фиксированную настройку и не учитывающего эти изменения. 30However, the known device has insufficient measurement accuracy, since its operation is based on the proposal that the time constant of the temperature sensor is constant. In fact, the transient at the output of the sensor is determined not only by its own constant, but largely depends on the nature of the interaction of the sensor-measured body system: tight or loose contact (presence of thermal resistance), dry or wet sensor (sterilization in medical measurements), the nature of the body surface, heat exchange. All this leads to unpredictable changes in the constant time of the transient process and, in turn, to a large measurement error of the known device, which has a fixed setting and does not take into account these changes. thirty

22

Наиболее близким к данному предложению по технической сущности явля ется устройство для измерения температуры, содержащее блок индикации, последовательно включенные преобразователь температуры, нуль-орган, блок выдержки времени, запоминающий блок, один вход которого подключен к выходу преобразователя температуры а его управляющий вход подсоединен к выходу блока выдержки времени [2].The closest to this proposal to the technical entity is a device for measuring temperature, containing a display unit, a series-connected temperature converter, a null organ, a time delay block, a storage unit, one input of which is connected to the output of the temperature converter and its control input is connected to the output block time delay [2].

Однако данному устройству присущи серьезные недостатки - влияние на точность измерения окружающей температуры (начального охлаждения датчика), а также сильное влияние изменения постоянной времени переход ного процесса на выходе датчика, зависящего от характера взаимодействия системы датчик-тело, что не позволяет получить значительный выигрыш в быстродействии.However, this device has serious drawbacks - the effect on the measurement accuracy of the ambient temperature (initial sensor cooling), as well as the strong effect of a change in the time constant of the transition process at the sensor output, depending on the nature of the sensor – body system interaction, which does not allow for a significant performance gain .

Целью изобретения является повышение точности измерения при одновременном увеличении быстродействия устройства, для чего введены в него дифференцирующий блок, делитель напряжения, компаратор, дифференциальный усилитель, линейный сумматор.The aim of the invention is to improve the measurement accuracy while simultaneously increasing the speed of the device, for which a differentiating unit, a voltage divider, a comparator, a differential amplifier, a linear adder are introduced into it.

33

757876757876

4four

дополнительные первый и второй запоминающие блоки, причем вход дифференцирующего блока соединен с выходом преобразователя температуры, выход дифференцирующего блока соединен со входом первого дополнительного запо- минающего блока и с первым входом 3 additional first and second storage units, with the input of the differentiating unit connected to the output of the temperature converter, the output of the differentiating unit connected to the input of the first additional storage unit and to the first input 3

компаратора, выход первого дополнительного запоминающего блока подключен ко входу делителя напряжения, выход которого соединен со вторым входом компаратора, управляющий вход первого дополнительного запоминающего блока соединен с выходом блока выдержки времени, а управляющий вход второго - с выходом компаратора, выход дифференциального усилителя сое-15 динен с первым входом линейного сумматора, выход линейного сумматора подключен ко входу второго дополнительного запоминающего блока, выход которого соединен со входом блока ин- 20 дикации, неинвертирующий вход дифференциального усилителя и второй вход линейного сумматора соединены с выходом преобразователя температуры, а инвертирующий вход - с выходом запо-25 минающего блока, причем нуль-орган выполнен в виде устройства фиксации начала измерения, а второй дополнительный запоминающий блок выполнен в виде аналого-цифрового преобразователя.the comparator, the output of the first additional storage unit is connected to the input of the voltage divider, the output of which is connected to the second input of the comparator, the control input of the first additional storage unit is connected to the output of the time delay unit, and the control input of the second - to the output of the comparator, the output of the differential amplifier soy-15 dinen with the first input of the linear adder, the output of the linear adder is connected to the input of the second additional memory block, the output of which is connected to the input of the block of the 20 and, the non-inverting input of the differential amplifier and the second input of the linear adder are connected to the output of the temperature converter, and the inverting input is connected to the output of the memorizing block, the zero-body is designed as a device for fixing the beginning of the measurement, and the second additional storage unit is designed as an analog -digital converter.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы изменения напряжения (и) во времениFIG. 1 is a block diagram of the device; in fig. 2 - diagrams of voltage (s) over time

Устройство для измерения температуры содержит преобразователь температуры 1, нуль-орган 2, блок выдержки времени 3, запоминающий блок 4, дифференцирующий блок 5, запоминающий 40 блок 6, делитель напряжения 7, компаратор 8, дифференциальный усилитель 9, линейный сумматор 10, запоминающий блок 11, блок индикации 12.The device for measuring temperature contains a temperature transducer 1, a null organ 2, a time delay unit 3, a storage unit 4, a differentiating unit 5, a storage unit 40, a voltage divider 7, a comparator 8, a differential amplifier 9, a linear adder 10, a storage unit 11 , display unit 12.

Устройство работает следующим 45The device works as follows 45

образом.in a way.

После подключения датчика к объему измерения на выходе преобразователя температуры 1 начинает нарастать напряжение (и, на фиг. 3). В момент 50After connecting the sensor to the measurement volume at the output of the temperature converter 1, the voltage begins to increase (and, in Fig. 3). At time 50

нуль-орган срабатывает и запускает блок выдержки 3, который через фиксированный интервал времени фиксирует напряжение на выходе запоминающего блока 4 на уровне и(и6 55the zero-body triggers and starts the exposure block 3, which after a fixed time interval fixes the voltage at the output of the storage unit 4 at the level and (and 6 55

на фиг. 3). В то же самое время на выходе дифференцирующего блока 5 формируется производная сигнала на выходе преобразователя температуры (и«, на фиг. 3) . В момент времени ι, запоминающий блок 6 фиксирует на 60in fig. 3). At the same time, the derivative of the signal at the output of the temperature transducer is formed at the output of differentiating unit 5 (and “, in FIG. 3). At time ι, the storage unit 6 fixes at 60

своем выходе значение производной, соответствующей моменту ц, и далее это значение через делитель напряжения 7 с коэффициентом деления А (ϋ5 на фиг. 3) подается на первый 65its output is the value of the derivative corresponding to the moment q, and then this value is fed through the voltage divider 7 with the division factor A (на 5 in Fig. 3) to the first 65

вход компаратора 8, на второй вход которого подается сигнал с выхода дифференцирующего блока 5. Информация с выхода линейного сумматора 10 подается на вход запоминающего блока 11. В момент времени £2 напряжения на входах компаратора сравниваются, он срабатывает и, в свою очередь, фиксирует напряжение на выходе запоминающего блока 11 на уровнеthe input of the comparator 8, to the second input of which a signal is supplied from the output of the differentiating unit 5. Information from the output of the linear adder 10 is fed to the input of the storage unit 11. At the time moment £ 2 the voltages at the inputs of the comparator are compared, it operates and, in turn, fixes the voltage at the output of the storage unit 11 level

^9 + ι-а " -υπΊ ) » (!)^ 9 + ι-a "- υ πΊ)" (!)

где ип2 - напряжение на выходе преобразователя температуры в момент времениwhere and n2 is the voltage at the output of the temperature converter at the moment of time

1/1-А - коэффициент усиления дифференциального усилителя;1/1-A is the gain of the differential amplifier;

А - коэффициент передачи делителя напряжения.And - the transfer coefficient of the voltage divider.

Это значение фиксируется блоком индикации как измеренное значение температуры.This value is fixed by the display unit as a measured temperature value.

Можно показать и теоретически и экспериментально, что в момент времени £ζ величина 11^, описываемая выражением (1), является точным значением измеряемой величины 11т и не зависит ни от начального охлаждения дат чика (ин на фиг. 3), ни от величины постоянной времени переходного про цесса на выходе датчика. Процесс на выходе преобразователя температуры описывается выражениемIt can be shown both theoretically and experimentally that at time £ ζ the value 11 ^ described by expression (1) is the exact value of the measured value 11 t and does not depend either on the initial cooling of the sensor (and n in Fig. 3), nor on the values of the time constant of the transient process at the sensor output. The process at the output of the temperature converter is described by the expression

-Б/г-B / g

и4 (О = (итн) · (1 -ζ °) + ин,(2)and 4 (O = (and t - n ) · (1 -ζ °) + and n , (2)

где 'Со“ постоянная времени переходного процесса на выходе датчика температуры.where "С о " is the transient time constant at the temperature sensor output.

Производная выражения (2) (сигнал на выходе дифференцирующего блока) будет иметь видThe derivative of expression (2) (the signal at the output of the differentiating unit) will be

и; (£) = и4 = (итн) £ е (°з)and; (£) = and 4 = (and t - and n ) £ e (° C)

Из диаграмм [Д и Щ· на фиг. 3 и из (3) следует, что в момент времени £2 (момент срабатывания компаратора) выполняется условиеFrom the diagrams [D and Sch · in FIG. 3 and from (3) it follows that at the time moment £ 2 (the moment of operation of the comparator) the condition

и42)/и4 (ц)=а= соп3£=г(4)and 42 ) / and 4 (c) = a = con 3 £ = r (4)

Так как Ιζ, ( £^ )=им , Щ ( £ ) =иП2 , то, используя выражения (2) и (4) и подставляя соответствующие значения в выражение (1), можно легко убедиться, что и9т. В предлагаемой схеме автоматически отыскивается такая точка на переходной характеристике (£г), которая обеспечивает исключение влияния изменения Ъо и им на результат измерения.Since Ιζ, (£ ^) = and m , U (£) = and P2 , then using expressions (2) and (4) and substituting the corresponding values in expression (1), one can easily verify that 9 = and t . In the proposed scheme, a point is searched automatically to transient response (£ g), which provides elimination of the influence of changes and b and m in the measurement result.

Время измерения можно еще больше уменьшить, если запускать устройство выдержки времени не в момент £о (с помощью нуль-органа), а в момент £ —0. Для этого в качестве нуль-органа можно использовать устройство фиксации начала измерения, которое может быть реализовано с помощью дифференцирующей цепочки и усилителя. Такое устройство преоб5The measurement time can be further reduced if the run time exposure device is not at the time of £ (via body-zero), and when £ -0. To do this, as a null organ, you can use a fixing device for the beginning of the measurement, which can be implemented using a differentiating chain and an amplifier. Such a device is

757876757876

66

разует медленные изменения входного сигнала в быстрые выходные с большой амплитудой.Strikes slow changes of the input signal to fast output with a large amplitude.

В случае, если устройство для измерения температуры должно иметь цифровой выход, в качестве запоминающего блока 11 (см. фиг. 2) может быть использован аналого-цифровой преобразователь с однократным запуском, который фиксирует в момент времени цифровой код, соответствующий измеренному значению.In case the device for temperature measurement should have a digital output, a single-start analog-to-digital converter can be used as a storage unit 11 (see Fig. 2), which captures a digital code corresponding to the measured value at the time.

Настройка предлагаемого устройства не требует проведения специальных температурных измерений и заключается только в подстройке коэффициента усиления дифференциального усилителя в соответствии с выбранным коэффициентом передачи делителя напряжения 7 (см. фиг. 2), что является достоинством с точки зрения технологичности схемы.The setup of the proposed device does not require special temperature measurements and consists only in adjusting the gain of the differential amplifier in accordance with the selected transfer ratio of the voltage divider 7 (see Fig. 2), which is an advantage from the point of view of the processability of the circuit.

Конкретная реализация предлагаемого устройства не представляет затруднений. Преобразователь температуры, нуль-орган, дифференцирующий блок, компаратор, дифференциальный усилитель и линейный сумматор легко реализуются с помощью операционных усилителей по стандартной схемотехнике, блок выдержки времени реализуется, например, с помощью одновибратора, делитель напряжения на резисторах, запоминающий блок - с помощью ключа и конденсатора.The specific implementation of the proposed device is not difficult. A temperature converter, a zero-body, a differentiating unit, a comparator, a differential amplifier and a linear adder can be easily realized with the help of operational amplifiers according to standard circuitry, the time delay unit is implemented, for example, using a single vibrator, a voltage divider on the resistors, a memory unit using a key and condenser.

Сравнительные испытания прототипа и предложенного устройства при одинаковых условиях показали одновременное повышение точности в 2-3 ра за и быстродействия - в 5-10 раз.Comparative tests of the prototype and the proposed device under the same conditions showed a simultaneous increase in accuracy of 2-3 times and speed - 5-10 times.

10ten

1515

2020

2525

30thirty

3535

Claims (3)

Формула изобретенияClaim 4040 1. Устройство для измерения температуры, содержащее блок индикации, последовательно включенные преобразователь температуры, нуль-орган, блок вьщержки времени, а также запоминающий блок, один вход которого подключен к выходу преобразователя температуры, а его управляющий вход подсое1. A device for measuring temperature, containing a display unit, a series-connected temperature converter, a zero-body, a time delay block, and a storage unit, one input of which is connected to the output of the temperature converter, and its control input is connected 1515 ,50,50 динен - к выходу блока выдержки времеdinen - to the output of the time block ни,neither отличающееся тем, что,characterized in that, с целью повышения точности и быстродействия устройства, в него введены дифференцирующий блок, делитель напряжения, компаратор, дифференциальный усилитель, линейный сумматор, дополнительные первый и второй запоминающие блоки, причем вход дифференцирующего блока соединен с выходом преобразователя температуры, выход дифференцирующего блока соединен со входом первого дополнительного запоминающего блока и с первым входом компаратора, выход первого дополнительного запоминающего блока подключен ко входу делителя напряжения, выход которого соединен со вторым входом компаратора, управляющий вход первого дополнительного запоминающего блока соединен с выходом блока выдержки времени, а управляющий вход второго - с выходом компаратора, выход дифференциального усилителя соединен с первым входом линейного сумматора, выход линейного сумматора подключен ко входу второго дополнительного запоминающего блока, выход которого соединен со входом блока индикации, неинвертирующий вход дифференциального усилителя и второй вход линейного сумматора соединены с выходом преобразователя температуры, а инвертирующий вход дифференциального усилителяIn order to improve the accuracy and speed of the device, a differentiating unit, a voltage divider, a comparator, a differential amplifier, a linear adder, additional first and second storage units are inserted, the input of the differentiating unit is connected to the output of the temperature converter, the output of the differentiating unit is connected to the input of the first additional the storage unit and with the first input of the comparator, the output of the first additional storage unit is connected to the input of the voltage divider, the output of which the first is connected to the second input of the comparator, the control input of the first additional storage unit is connected to the output of the time delay block, and the control input of the second is connected to the output of the comparator, the output of the differential amplifier is connected to the first input of the linear adder, the output of the linear adder, the output of which is connected to the input of the display unit, the non-inverting input of the differential amplifier and the second input of the linear adder are connected to the output of the converter I have a temperature, and the inverting input of the differential amplifier запоминающего блока.memory block. 2. Устройство по π. 1, чающееся тем, выполнен в виде устройства фиксации начала измерения.2. Device by π. 1, configured in the form of a device for fixing the beginning of the measurement. 3. Устройство поп. 1, отличающееся тем, что второй дополнительный запоминающий блок выполнен в виде аналого-цифрового преобразователя.3. Device pop. 1, characterized in that the second additional storage unit is made in the form of analog-to-digital Converter.
SU782600279A 1978-04-06 1978-04-06 Temperature measuring device SU757876A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782600279A SU757876A1 (en) 1978-04-06 1978-04-06 Temperature measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782600279A SU757876A1 (en) 1978-04-06 1978-04-06 Temperature measuring device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU757876A1 true SU757876A1 (en) 1980-08-23

Family

ID=20757785

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU782600279A SU757876A1 (en) 1978-04-06 1978-04-06 Temperature measuring device

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU757876A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU757876A1 (en) Temperature measuring device
US3892281A (en) Temperature measuring system having sensor time constant compensation
JP3410562B2 (en) Temperature / wind speed measurement device
SU708177A1 (en) Noise thermometer
SU939963A1 (en) Digital temperature meter
SU851119A1 (en) Device for measuring temperature
SU898610A1 (en) Pulse-time temperature transducer
SU1394068A1 (en) Device for measuring thermal lag factor of temperature-sensitive elements
SU474702A1 (en) Temperature measuring device
SU1027634A1 (en) Ac voltage digital voltmeter
SU1023211A1 (en) Digital thermometer
SU1150545A1 (en) Device for measuring speed of gaseous and liquid media
SU966506A1 (en) Noise thermometer
SU809187A1 (en) Digital measuring system
FR1605392A (en) Electronic thermometer for medical applications - uses differential signal from two thermistors and stabilised voltage to avoid calibration
SU1647419A1 (en) Physical values meter
SU696310A1 (en) Device for measuring thermal inertia factor of temperature sensors
SU808874A1 (en) Device for measuring temperature
SU381920A1 (en) DEVICE FOR MEASURING FAST-CHANGEABLE
SU1352250A1 (en) Thermoresistance digital thermometer
SU913065A1 (en) Ultrasonic device for measuring tape thickness
SU422987A1 (en) MEASURING DEVICE FOR INDUCTIVE SENSOR
JPS6415622A (en) Measuring method for temperature
SU432375A1 (en) DEVICE FOR DETERMINING THE CHANGE OF HEAT CAPACITY
SU757879A1 (en) Meter of thermal inertia factor of thermal transducer