SU932289A1

SU932289A1 - Устройство дл измерени показател тепловой инерции термопреобразователей сопротивлени

Info

Publication number: SU932289A1
Application number: SU803216640A
Authority: SU
Inventors: Владимир Иванович Домрачев; Владимир Георгиевич Козин; Владимир Геннадьевич Куваев
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6409
Priority date: 1980-12-16
Filing date: 1980-12-16
Publication date: 1982-05-30

Description

Изобретение относится к области температурных измерений и предназначено , для определения показателя тепловой инерции термопреобразователей сопротивления.

Известно устройство для измерения показателя тепловой инерции термопреобразователей сопротивления, содержащее мостовую схему, в одно из плеч которой включен исследуемый термопреобразова— тель сопротивления, источник нагрева термопреобразователя подключенный к диагонали мостовой схемы, резистивный делитель, схемы сравнения, измеритель временных интервалов [1] .

Недостатком устройства является низкая точность измерения ввиду нагрева элементов мостовой схемы при нагреве термопреобразователя.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения показателя тепловой инерции термопреобразователей сопротивления, содержащее 'мостовую схему в одно, плечо которой включен исследуемый термопреобразова2 тель, одна диагональ которой соепинена с источником питания, а другая — со входом компаратора, измеритель временных интервалов [2] .

Недостатком устройства является большая погрешность измерения вследствие сложности процесса обработки результата измерения, а также нагрева элементов мостовой схемы.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены дискретно управляемый резистор, включенный в одно из плеч мостовой схемы, блок управления и транзистор, коллектор которого подключен к точке соединения термопреобразователя и компаратора, а эмиттер подключен к общей точке источника питания, причем вход блока управления соединен с выходом компаратора, а выхоаы соответственно соединены с базой транзистора, входом измерителя временных интер валов и управляющими входами дискретно управляемого резистора.

На фиг. 1 представлено устройство, функциональная схема; на фиг. 2 - диаграмма изменения сопротивления Ry исследуемого термопр^образователя в процессе измерения.

Устройство содержит источник 1 пи-* тания, транзистор 2, компаратор 3, блок 4 управления, измеритель 5 временных интервалов, мостовую схему 6, в которую входят постоянные резисторы 7 и 8, переменный резистор 9., исследуемый термопреобраз ователь 10 сопротивления и дискретно управляемый резистор 11, состоящий из постоянных резисторов 12 и 13 и электронных ключей 14 и 15.

Дискретно управляемый резистор мо-; жет быть включен в любое из плеч мостовой схемы, при этом меняется только алгоритм управления ключами.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии транзистор 2 закрыт, ключ 15 разомкнут, а ключ 14 замкнут. Переменным резистором 9 проводится балансировка мостовой схемы 6. Условие баланса можно записать в виде ^КТО R_g ' где - накальное сопротивление исследуемого термопреобразователя 10;

R₇ RpR<r соответственно величины ' сопротивлений резисторов 7-1 По сигналу с блока 4 управления размыкается электронный ключ 14. В результате включения дополнительных резисторов 12 и 13 мостовая схема 6 выходит из баланса. Одновременно с размыканием ключа 14 на базу транзистора 2 начинают поступать управляющие импульсы, амплитуда которых нарастает во времени по экспоненциальному закону, и происходит разогрев термопреобразователя 10, являющегося нагрузкой транзистора, импульсным током. Для уменьшения погрешности измерения длительность импульйов и длительность .пауз Т_ивыбираются из условия £ 77^ и ₍ где Е - ожидаемый показатель тепловой инерции. В результате нагрева термопреобразователя импульсным током нарастающим во времени по экспоненциальному закону, в конце нагрева в исследуемом термпреобразователе 10 устанавливается стационарное распределение температуры, а это существенно по—

IS ♦5

932289 4 .вьпиает точность измерения. Нагрев ведется до тех пор, пока сопротивление термопреобрарователя 10 не достигает величины в _ n . R-? / _о , η *

V T0^{+ +} гае “ соответственно величины сопротивлений резисторов 12 и 13. Мостовая схема приходит в банане и в паузе на выходе компаратора появляется нулевой сигнал, по которому блок управления одновременно выполняет следующие операции: запускает измеритель 5 временных интервалов, прекращает нагрев, подав на базу транзистора 2 нулевое напряжение, замыкает ключ 15. Шунти-рование резистора 13 вызывает разбаланс мостовой схемы 6. При охлаждении термопреобразователя 10 его сопротивление уменьшается по экспоненциальному закону и при некоторой температуре достигает величины R_T^-R_TO+ R_4i . Мостовая схема 6 проходит точку баланса. В момент прохода точки баланса срабатывает компаратор. По сигналу с компаратора блок управления останавливает измеритель временных интервалов.

Показатель тепловой инерции £ связан с измеренным .интервалом времени ДТ выражением дТ ^та~&о · Rix

При выполнении условия (.RiQ_+R_T>,)/R_|2^6_rгде Е - основание натурального логарифма, что достигается подбором резисторов ^121,13 ε-дг

Наличие в предлагаемом устройстве новых элементов выгодно от известного устройства, воляет упростить процесс высив при этом точность

I также снизить затраты времени на про‘ ведение измерения.

отличает его так как позизмерения поизмерения, а

Claims

валов и управл ющими входами дискретно управл емого резистора. На фиг. 1 представлено устройство, функциональна схема; на фиг. 2 - диаграмма изменени сопротивлени R исследуемого термопр образовател в процессе измерени . Устройство содержит источник 1 пи-ч тани , транзистор 2, компаратор 3, блок 4 управлени , измеритель 5 временных интервалов, мостовую схему 6, в которую вход т посто нные резисторы 7 и 8, переменный резистор 9., исследуемый тер мопреобразователь 10 сопротивлений и дискретно управл емый резистор 11, состо щий из посто нных резисторов 12 и 13 и электронных ключей 14 и 15, Дискретно управл емый резистор мо-; жет быть включен в любое из плеч мостовой схемы, при этом мен етс только алгоритм управлени ключами. Устройство работает следующим образом . В исходном состо нии транзистор 2 закрыт, ключ 15 разомкнут, а ключ 14 замкнут. Переменным резистором 9 проводитс балансировка мостовой схемы 6 Условие баланса можно записать в виде R .В213, Rg где R,. - наадльное сопротивление исследуемого термопреобразовател 1О; 7 соответственно величины сопротивлений резисторов 7 По сигналу С блока 4 управлени раз мыкаетс электронный ключ 14, В результате включени дополнительных резисторов 12 и 13 мостова схема 6 выходит из баланса. Одновременно с размыканием ключа 14 на 0азу транзистора 2 начинают поступать управл ющие импульсы , амплитуда которых нарастает во времени по экспоненциальному закону, и происходит разогрев термопреобразовател 10, вл ющегос нагрузкой транзистора , импульсным током. Дл уменьшени погрешности измерени длительнос импульЬов tr и длительность .пауз Ти выбираютс из услови ТцЛс и, где - ожвдаемый показатель тепловой инерции. В результате нагрева термопреобразовател импульсным током нарастающим во времени по экспоненциальному закону, в конце нагрева в исследуемом термпреобразователе 10 ус танавливаетс стационарное распределение температуры, а это существенно повьпиает точность измерени . Нагрев ведетс до тех пор, пока сопротивление термопреобравовател 10.не достигает величины о - D Ji TiSo гце Р .«-.РТО соответственно величины сопротивлений резисторов 12 и 13. Мостова схема приходит в банане и в паузе на выходе компаратора по вл етс нулевой сигнал, по которому блок управлени одновременно выполн ет следующие операци : запускает измеритель 5 временных интервалов, прекращает нагрев, подав на базу транзистора 2 нулевое напр жение, замыкает лпюч 15. Шунти- . рование резистора 1-3 вызьюает разбаланс мостовой схемы 6. При охлаждении термопреобразовател 1О его сопротивление уменьшаетс по экспоненциальному закону и при некоторой температуре достигает величины Ц-rt RTO в-R/fi Мосто ,О . ва схема 6 проходит точку баланса. В момент прохода уочки баланса срабатывает компаратор. По сигналу с компаратора блок управлени останавливает измеритель временных интервалов. Показатель тепловой инерции св зан с измеренным .интервалом времени At выражением At/ -С «tTi-Ro . чг При выполнении услови CR-ia.- -Ri-i,)/R,2.S/ где 6 - основание натурального логари4 ма , что достигаетс подбором резисторов 12 и 13 . Наличие в предлагаемом устройстве новых элементов вьподно отличает его от известного устройства, так как позвол ет упростить процесс измерени повысив при 8том точность измерени , а I также снизить затраты времени на проведение измерени . Формула изобретени Устройство дл измерени показател теплоьой инерции термопреобразователей сопротивлени , содержащее мостовую схему , в одно плечо которой включен исследуемый хермопреобразователь, одна диагональ которой соединена с иcтoчникo f питани , а друга - с входом компаратора , измеритель временш.гх интервалов, отличающеес TfM. что, с целью повышени точности измерени , в него введены дискретно управл емый резистор , включенный в одно из плеч мосто-Г вой схемы, блок управлени и транзистор, коллектор которого подключен к точке соединени термопреобразовател и компаратора , а эмиттер подключен к общей точке ис точника питани , причем вход блока управлени соединен с выходом компаратора, а выходы соответственно соединены с базой транзистора, входом измерител 93 96 временных интервалов и управл ющими входами дискретно управл емого резистора . Источники информанив, прин тые во внимание при экспертизе L 1. Патент США № 375908 3 кл, 73 - IF опублик. 1973.
2. Авторское свидетельство СССР № 597931, кл. G01 К 15/00, 1976 (прототип).