SU974148A1 - Устройство дл измерени показател тепловой инерции термопреобразовател - Google Patents

Description

Изобретение относится к электроиз мерительной технике и предназначено для измерения показателя тепловой инерции термопреобразователей в лабораторных и заводских условиях при их ^э автоматической сортировке по значению показателя тепловой инерции (ПТИ).

Известно устройство для измерения показателя тепловой инерции, содержащее измерительный мост, источник нагрева термопреобразователя, блок памяти, два компаратора, счетчик импульсов и генератор счетных импульсов E1J. _о._

Однако это устройство не обеспечи- .э вает высокой точности измерения.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения показателя теп* ловой инерции, содержащее источник 20 нагрева термопреобразователя с нагревателем термопреобразователя, измерительный усилитель, вход которого соединен с термопреобразователем, а выход - с первым входами двух схем 25 {сравнения, вторые входы которых сое* динены с источником опорного напряжения [2J.

Недостатком прототипа является по-· _ ^г грешность* измерения, обусловленная однократностью измерительного процесса, когда на точность измерения влияют многочисленные случайные погрешности, неизбежные при одиночных измерениях.

Цель изрбретения - повышение точ* ности изменения путем исключения случайных погрешностей процесса измере·⁴ ния.... .

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены управляемый ключ, частотомер и триггер, входы которого соединены с выходами схем сравнения, а выход соответственно. соединен с частотомером и управляющим входом ключа, другой вход которого соединен с источником питания, а выход подключен к нагревателю тер* мопреобразователя.

На фиг.1 представлена схема устройства) на фиг.2 - временные диаграммы его выходных сигналов.

Устройство содержит термопреобразователь 1, показатель тепловой инерции которого необходимо измерить, измерительный усилитель 2, источник опорного напряжения. 3, две схемы сравнения 4 и 5, триггер б, управляе.мый ключ 7, источник нагрева термо преобразоваФеля 8, нагреватель термопреобразователя 9, частотомер 10.

Устройство работает следующим образом.

Выходное напряжение термопреобраэователя 1, усиленное при помощи измерительного усилителя 2, поступает на первые входы схем сравнения 4 и 5, на вторые входы которых подаются опорные напряжения Е/ и Е₂ (Ε^7Εχ) от источника опорных напряжений 3. При этом схема сравнения 4 срабатывает, если выходное напряжение усилителя 2 превышает опорное напряжение E_f, т.е. при 1)_е > Ед , а схема сравнения 5 когда выходное напряжение усилителя 2 становится меньше опорного напряжения Е₂, т.е. когда U_B $ Е 3.. На выходах схем сравнения 4 и 5 появляются при этом импульсы, поступающие на соответствующие входы триггера’6, который может быть выполнен в виде RS- или I«-триггера, *в зависимости от вида выходных импульсов схем сравнения.

Усиленный выходной сигнал термочувствительного элемента в регулярном тепловом режиме изменяется по экспоненциальному закону:

¹ + /т u_e(t)=_E/Ie , ;

где Е - значение выходного напряже¹ ния чувствительного элемента в момент окончания тепло· вого импульса, 'Г - измеряемое значение ПТИ преобразователя 1 t - текущее время.

Спустя некоторый промежуток времени At, выходноенапряжение остывающе'го преобразователя 1 достигает значения Е_г, схема сравнения 5 но с при котором срабатывает 40 Значение At связавеличиной Т зависимостью:

С пает ра 6, на входе которого появляется единица, поступающая на частотомер 10 и управляющий вход ключа 7. Управляемый ключ 7 замыкается и на подогреваемые элементы преобразователя 1 от источника нагрева 8 поступает ток, нагревающий термопреобраэователь 1. Как только выходной сигнал преоб- $$ разователя 1 достигает значения, равного Ед, срабатывает схема сравнения 4 и на другой вход триггера 6 поступает сигнал, который переводит его в нуль. При этом ключ 7 размыкается и подогрев преобразователя 1 прекращается. После прекращения действия теплового импульса преобразователь 1 остывает до тех пор,, пока его выходное напряжение не достигает зна- 65 выхода схемы сравнения 5 постусигнал на один из входов тригге359'

SO чения Е_г. После этого описанный процесс многократно повторяется.

Частота следования выходных импульсов триггера 6, равная ^F=AtV?n7E₄7E’y · измеряется при помощи частотомера 10. Отсюда значение ПТИ преобразователя 1 определяется зависимостью:

ыё, /ё;у г^к' г где к=1/tn (Е₄/Е^) - коэффициент пропорциональности, определяемый значениями Е^ и Е^_, т.е. источником опорного напряжения 3.

Систематическая погрешность измерения, обусловленная конечностью времени д t' нагрева подогревателя электротеплового преобразователя 1, может быть легко учтена в конечном результате измерения путем введения поправки . г=к(| -д t ')

Следовательно, шкала частотомера 10 может быть отградуирована в значениях измеряемого параметра.

Многократность процесса измерения значения z обуславливает сглаживание случайных погрешностей, неизбежных при одиночном измерении, вследствие чего повышается точность измерения ПТИ контролируемого термопреобразователя.

Технико-экономическая эффективность устройства обусловлена повышением точности измерения при массовом контроле электротепловых преобразователей

Claims (2)

1. приеобразова ел  8, нагреватель термо преобразовател  9, частотомер 10. Устройство работает следующим образом . Выходное напр жение термопреобраэовател  1, усиленное при помощи измерительного усилител  2, поступает на первые входы схем сравнени  4 и 5 на вторые входы которых подаютс  опорные напр жени  Е и Е ( о источника опорных Напр жений 3. При этом схема сравнени  4 срабатывает, если выходное напр жение усилител  2 превшиает опорное напр жение Е, т.е при и Е, а схема сравнени  5 когда вьлходное напр жение усилител  2 становитс  меньше опорного напр жени  Е, т.е. когда Up Е 2.. На выходах схем сравнени  4 и 5 по вл ютс  при этом импульсы, поступающие на соответствующие входы триггераб, который может быть вьаполНен в виде RS- или 1К-триггера, в зависимости от вида выходных импульсов схем срав нени . Усиленный выходной сигнал термочувствительного элемента в регул рном тепловом режиме измен етс  по эк споненциальному закону: Ue(t)E где Е - значение выходного напр жени  чувствительного элемента в момент окончани  тепло вого импульса, f - измер емое значение ПТИ преобразовател  1;. t - текущее врем . Спуст  некоторый промежуток време и ut, выходное напр жение остывающе го преобразовател  1 достигает значени  Е-, при котором срабатывает схема сравнени  5. Значение At св з но с величино11 зависимостью: ut n|l . t а. С выхода схемы сравнени  5 посту пает сигнал на один из входов тригг ра б, на входе которого по вл етс  единица, поступающа  на частотоме 10 и управл ющий вход ключа 7. Управл емый ключ 7 замыкаетс  и на по догреваемые элементы преобразовател 1 от источника нагрева 8 поступает ток, нагревающий термопреобразовател 1. Как только выходной сигнал преоб разовател  1 достигает значени , ра ного Е, срабатывает схема сравнени 4 и на другой вход триггера 6 посту пает сигнал, который переводит его нуль. При этом ключ 7 размыкаетс  и подогрев преобразовател  1 прекра щаетс . После прекращени  действи  теплового импульса преобразователь 1 остывает до тех пор,, пока его выходное напр жение не достигает значени  2. После этого описанный процесс многократно повтор етс . Частота следовани  выходных импульсов триггера б, равна  Р I 1 AtV nTE;7E T измер етс  при помощи частотомера 10. Отсюда значение ПТИ преобразовател  1 определ етс  зависимостью: iniE nirh-l где (,j) - коэффициент пропорциональности , определ емый значени ми Е и Е, т.е. источником опорного напр жени  3. Систематическа  погрешность измерени , обусловленна  конечностью вреени д t нагрева подогревател  электотеплового преобразовател  1, может быть легко учтена в конечном результате измерени  путем введени  поправки. 1 ( -дс ) Следовательно, шкала частотомера 10 может быть отградуирована в значени х измер емого параметра. Многократность процесса измерени  значени  f обуславливает сглаживание случайных погрешностей, неизбежных при одиночном измерении, вследствие чего повышаетс  точность измерени  ПТИ контролируемого термопреобразовател . Технико-экономическа  эффективность устройства обусловлена повышением точности измерени  при массовом контроле электротепловых преобразователей Формула изобретени  Устройство дл  измерени  показател  тепловой инерции термопреобразовател , содержащее нагреватель терМопреобразовател  с источником питани , измерительный усилитель, вход которого соединен с термопреобразователем, а выход с первыми входами двух схем сравнени , вторые входы которых соединены с источником опорного напр жени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени , в него введены управл емый ключ, частотомер и триггер, входы которого соединены с выходами схем сравнени , а выход соответственно соединен с частотомером и управл ющим входом ключа, другой вход которого соединен с источником питани , а выход подключен к нагревателю термопреобразовател . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США W 3759083, кл. 73 - 1 F, опублйк. 1973.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 655912, кл. G 01 К 15/00, 1979 (прототип) ..

   ft

   Ai &i

   f

   П

   -9 t

   Риг.