SU979892A1 - Устройство дл многоточечного измерени температуры - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МНОГОТОЧЕЧНОГО ИЗМЕРЕНИЯ

1

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в устройствах дл  многоточечного измерени  температуры с помощью Tej мометров сопротивлени  и термопар.

Извеспно устройство, содержащееs

датчики температуры, (термометры сопротивлени  или термопары), коммутатор и измерительную цепь, вьтолненную в виде усилител  или мостовой схемы ClJ.

Недостатком этого устройства  в- Ю л етс  невозможность его использовани  дл  измерени  температуры в широком пиалазоне.

Наиболее близким по технической сущ- 5 ности и достигаемому результату к изо&ретению  вл етс  устройство дл  многоточечного измерени  температуры, содержащее датчик температуры, и термопары, подключенные через токовые ключи коммутатора к источнику тока и через потенциальные ключи коммутатора к одному из входов суммирующего усилит&ТЕМПЕРАТУРЫ

л , к другому входу которого, подключено эталонное сопротивление, блок переключени  каналов; подключенный к управл ющим входам ключей коммутатора, и восемь ключей, при этом первый ключ подключен к выходам токовых ключей коммутатора, и к одному из полюсОв источника тока, второй, третий и четвертый ключи подключены к ограничительному сопротивлению и к выходам ключей коммутатора, п тый и щестой ключи подключены к тому же полюсу источника тока и к общей точке суммирующего усилител  соответственно, а также к общей точке термометров сопротивлени , седьмой и восьмой ключи подклк чены к общей точке суммирующего усилител  и эталонному сопротивлению соответственно и к второму полюсу источника тока, и блок управлени , соединенный с управл ющими входами всех восьми ключей, с вторым полюсом источника тока и с блоком управлени  переключени  каналов С 2 .

Недостатком известног о устройства  вл етс  узкий диапазон измерени , определ емый величиной эталонного) сопротивлени , которое дл  данной программы измерени  выбираетс  посто нным, оэтому любое изменение программы измерени  приводит к необходимости учной смены эталонного сопротивлени , что исключает возможность автоматизации процесса измерени .

Целью изобретени   вл етс  расшире- ние диапазона измерени  температуры.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  многоточечного измерени  температуры введены блок, сравнени , дополнительные ключи и ко- коммутатор, регистр управлени  дополнительным коммутатором и цедочка последовательно соединенных эталонных сопротивлений , включенна  между вторым входом и общей точкой суммирующего усилител , при этом дополнительный коммутатор одним из своих входов подключен к каждому эталонному сопротивлению , а выходом - к второму полюсу источника тока, другими входами к регистру управлени  дополнительным коммутатором,., который одним из своих входов соединен с выходом блока управлени , а другим - через блок сравнени  с выходом суммирующего усилител , причем дополнительный ключ включен между средней точкой цепочки последовательно соединенных эталонных опротивлений и первым полюсом источника тока, а упр/авл ющим входом соединен с блоком управлени .

На чертеже представлено предлагаемое устройство дл  многоточечного измерени  температуры, пршиер конкретной реализации.

Устройство дл  многоточечного измерени  температуры содержит термометры сопротивлени  1 и термопары 2, . подключенные через токовые ключи 3 коммутатора к ключу 4, соединенному с одним из полюсов источника тока 5, и через потенциальные ключи 6 коммуатора к одному из входов суммирующего усилител  7, блок переключени  каалов 8, подключенный к управл ющим ходам ключей коммутатора, ключи 9 и 10, подключенные к второму полюсу сточника тока 5 к общей точке параметров сопротивлени  соответственно и. к второму входу суммирующе1о усилител  7, блок 5правлени  11, соединенный с управл ющими входами всех трех ключей 4, 9 и Ю, с вторым полюсом

источника тока бис блоком переключени  каналов 8, цепочку последовательно соединенных эталонных сопротивлений 12, дополнительный коммутатор 13, своими входами, подключенный к каждому эталонному сопротивлению 12, а выходом - к второму полюсу источника тока 5, регистр управлени  дополни тельным коммутатором 14, одним входом соединенный с блоком управлени  11, блок сравнени  15, вход которого соединен с выходом суммирующего усилител  7 Q выход подключен к второму входу регистра управлени  дополнительным коммутатором 14, и дополнительный ключ 16, включенный между средней точкой цепочки последовательно соединенных эталонных сопротивлений 12 и первым полюсом источника тока 5, управл ющим входом соединенный с блоком управлени  11. Выходом устройства  вл етс  аналоговый выход суммирующего усилител  7, и кодовые выходы блока управлени  11 и регистра управлени  дoпoJШИтeльньпvI- коммутатором 14.

Устройство работает следующим образом .

Изменение температуры воздействует на датчики температуры 1 и 2, вызыва  изменение сопротивлени  термометров , сопротивлени  или ЭДС термопары. Сигнал на подключение очередного датчика к измерительной цепи вырабатываетс  -блоком переключени  каналов 8. Одновременно блок переключени  каналов вырабатывает импульс, устанавливающий блоК управлени  11 в положение, в котором включены ключи 4 и 9. В этом случае ток источника тока 5 протекает по цепи положительный полюс - ключ 4 - токовый полюс коммутатора 3 датчик температуры - потенциальный полюс коммутатора 6 - ключ 9 - отрицательный полюс, В случае обрыва датчика температуры напр жение между полюсами источника тока 5 возрастает до уровн  логической единицы. Это напр жение поступает на блок управлени  11, с выхода которого поступает сигнал, соответствующий обрыву патчика

Если обрыва нет, на вход блока управлени  поступает напр жение, соответствующее логическому нулю, а с его выхода снимаетс  сигнал, говор щий о том,, что обрыва датчика нет. После проведени  анализа целостности датчиковых цепей блок управлени  11 выключает ключ 9 и.устанавливает регистр управлени  дополнительным коммутатором 14 в положение, при котором включен ключ дополнительного коммутатора 13, соединенный с общей точкой термометров сопротивлени . В том случае, если к измерительной цепи подключен термометр сопротивлени , ток источника тока 5, протекает по цепи положительный полюс - ключ 4 - токовый полюс коммутатора 3 - датчик температуры - обща  точка термометров сопротивлени  ключ дополнительного коммутатора 13 отрицательный полюс, и на входы суммирующего усилител  7 при этом поступают напр жени  и и U2I равные соответственно U, 3(P + R); VO(hRo+R), где U, - напр жение на первом входе суммирующего усилител | U2 - напр жение на втором входе суммирующего усилител ; 3 - величина тока источника тока; R , - величина сопротивлени  термометра сопротивлени ; R- - величина одного сопротивлени  цепочки эталонных сопротивлений; VI - число эталонных сопротивлений в цепочке, по которым протека ет ток; йд - величина сопротивлени  одного провода трехпроводной линии, соедин ющий термометр сопротивлени  с входами ключей : коммутатора и с общей точкой термометров сопротивлени . Выходное напр жение суммирующего усилител  определ етс  выражением ивь«гЦ + и,оСйэ-л«о)Это напр жение поступает на блок сравнени  15, представл ющий собой фа зочувствительный усилитель. Если сумма подключенных эталонных сопротивлений , , и с выхода блока сравнени  на регистр управлени  дополнительным .коммутатором 14 поступают импульсы переключени , и регистр управлени  последовательно включает клю чи дополнительного коммутатора 13, замыка  цепь источника тока 5 через сопротивлени  цепочки последовательно соединенных эталонных сопротивлений 12 и один из ключей дополнительного коммутатора 13 на отрицательный полюс источника тока 5. По мере переключени  ключей дополнительного коммутатора 13 уменьшаетс  число эталонных сопротивлений, по которым протекает ток. Как только величина nR становитс  меньше R знак выходного напр жени  измен етс  на противоположный , и импульсы переключени  с блока сравнени  15 на регистр управлени  дополнительным коммутатором 14 не поступают. При любом значении сопротивлени  термометра сопротивлени  величина выходного напр жени  пропорциональна разности сопротивлений термометра сопротивлени  и ближайшего меньшего значени  суммы сопротивлений цепочки эталонных сопротивлений, определ емой значением кода, вырабатыаемого регистром управлени  14 по мере переключени  ключей дополнительного коммутатора 13. В том случае, если к измерительной цепи подключена термопара, цепь тока источника тока 5 оказываетс  разомкнутой вследствие отсутстви  провода, соедин ющего термометр сопротивлени  с общей точкой термометров сопротивлени , и на полюсах источника тока 5 по вл етс  напр жение , соответствующее логической единице . Это напр жение .поступает на вход блока управлени  11, который выключает ключ 4 и включает ключи 10 и 16, замыкает цепь тока через ключ 16, сопротивлени  цепочки эталонных сопротивлений 12, ключ дополнительного коммутатора 13, соединенный с общей точкой термометров сопротивлени , на отрицательный полюс источника тока 5. Таким образом, на входы суммирующего усилител  7 поступают напр жени  u,E и u;i-tn Ro, где и - напр жение на первом входе суммирующего усилител  при подключении термопары; и„ - напр жение на втором входе суммирующего усилител  при подключении термопары; Еу- величина ЭДС термбйары. Знак минус в выражении соответствует протеканию тока через эталонные сопротивлени , расположенные между средней точкой цепочки последовательно соединенных эталонных сопротивлений и входом усилител . Знак плюс соответствует протеканию тока через эталонные сопротивлени , расположенные между средней точкой цепочки последовательно соединенных эталонных сопротивлений и общей точкой термометров сопротивлени . Величина напр жени  на вь1ходе суммирующего усилител  7 при подключении

термопары определ етс  выражением

li

JebiX E tnDRo.

Дальнейша  работа устройства про оходит аналогично работе при подключв НИИ термометра сопротивлени . Переключение ключей дополнительного коммутатора 13 происходит до вьшолнени  услови  Р этом поиск два пазона напр$1жений, в котором находитс  измер ема  ЭДС, происходит при любой пол рности подключенной термопары.

Таким o6pa3OMt введение цепочки последовательно соединенных эталонных сопротивлений, дополнительного коммутатора , регистра управлени , блока сра&нени  и дополнительного ключа выгодно отличает предлагаемое устройство от известного, так как позвол ет расширить диапазон измер емых температур за счет выбора Любого числа последовательно соединенных эталонных сопротивлений и автоматизировать процесс измерени  путем автоматического выбора числа эталонных сопротивлений,Подключаемых к источнику тока и к входу суммирующего усилител , в то врем  как в известном устройстве этот процесс может осушествл тьс  только вручную.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 389418, кл. б О1 К 7/О2, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР

по за вке № 2991671, кл. Ci О1 К 7/02 1О.1О.80 (прототип).