Багатодіапазонна система контролю температури

1 Багатодіапазонна система контролю температури, яка містить термоопір, автоматичний міст у складі мостової схеми з реохордом, підсилювача, реверсивного двигуна, показуючого і записуючого пристрою, та ряд додаткових опорів, почергово приєднуваних до мостової схеми, яка відрізняється тим, що додатково введено пере микач діапазонів на два напрямки для почергового перемикання необхідних додаткових опорів у плечі моста, що визначає початок шкали, та одночасного почергового перемикання додаткових опорів, паралельних реохорду, що визначає кінець шкали в кожному діапазоні системи, при цьому необхідний ряд додаткових опорів, виконаний у вигляді двох різних комплектів попередньо розрахованих та підігнаних сталих опорів, які перемикачем діапазонів почергово приєднуються до мостової схеми 2 Багатодіапазонна система за п 1, яка відрізняється тим, що перемикач діапазонів та два комплекти додаткових опорів виконані у вигляді одного блока Винахід належить до вимірювальної техніки і може бути використаний в різних галузях промисловості для точного автоматизованого контролю температури в широкому діапазоні, наприклад, в установках для випробування продукції, зокрема, для метрологічної атестації чи повірки засобів вимірювання при різних температурах У принципі винахід може бути застосовано в системах контролю інших параметрів, вихідною величиною первинного перетворювача яких є електричний опір Широко відома система контролю температури [1] в складі термоопору та однодіапазонного автоматичного мосту не забезпечує необхідну точність вимірювання температури в широкому діапазоні, наприклад, при дослідженні впливу температурного режиму на продукцію Найближчою за технічним результатом до винаходу є відома багатодіапазонна система (пристрій) вимірювання та реєстрації температури в зразкових камерах тепла й холоду для випробування продукції в широкому діапазоні температур [2], яка містить термоперетворювач опору (термоопір), автоматичний міст та ряд додаткових опорів у вигляді двох магазинів, які використовуються для встановлення певних (градуйованих) значень опорів мостової схеми автоматичного мосту при кож в роботі, пов'язаний з тим, що кожна операція зміни діапазону вимірювання потребує певного часу на встановлення необхідних значень опору в одному з плеч моста та опору паралельного реохорду моста шляхом набору їх на ВІДПОВІДНИХ магазинах, з використанням при цьому раніше складеної таблиці значень опорів у залежності від необхідного діапазону Цей недолік виключає можливість оперативного автоматизованого контролю усталених режимів та призводить до похибок вимірювання в динаміці, тобто знижує загальну точність системи Задача винаходу - вдосконалення відомої системи з метою спрощення і підвищення оперативності контролю температури та його точності в динамічному режимі Потрібний технічний результат за винаходом досягається тим, що запропонована система, на відміну від прототипу, наділена перемикачем діапазонів на два напрямки для перемикання (почергового підмикання) додаткових опорів в одному з плеч моста, що визначає (задає) початок шкали, та одночасного перемикання опорів, паралельних реохорду, що визначає кінець шкали в кожному діапазоні системи При цьому необхідний ряд додаткових опорів виконано у вигляді двох різних комплектів попередньо розрахованих та підігнаних сталих опорів Крім того, технічний результат до ній ЗМІНІ діапазону Основний недолік цієї системи, крім складності СО сч Ю 52431 сягається тим, що перемикач та комплекти сталих опорів виконано у вигляді одного блоку Завдяки цьому забезпечується спрощення системи, висока оперативність та динамічна точність контролю температури Поставлена задача в цілому вирішується тим, що багатодіапазонна система контролю температури, яка містить термоопір, автоматичний міст в складі мостової схеми з реохордом, підсилювача, реверсивного двигуна, показуючого та записуючого пристрою, та ряд додаткових опорів, які почергово приєднуються до мостової схеми, згідно з винаходом вона наділена перемикачем діапазонів на два напрямки, один з яких править для почергового перемикання додаткових опорів в плечі мостової схеми і визначає початок пікали, а другий для одночасного почергового перемикання опорів, паралельних реохорду моста і визначає кінець шкали в кожному діапазоні системи При цьому необхідний ряд додаткових опорів виконано у вигляді двох різних комплектів попередньо розрахованих та підігнаних сталих опорів, які приєднуються перемикачем до мостової схеми Крім того, задача вирішується тим, що перемикач діапазонів та комплекти сталих опорів виконано у вигляді одного блоку Таке вирішення системи дає можливість оператору одним поворотом перемикача діапазонів перейти на інший діапазон, що зменшує час на операцію, тобто підвищує оперативність та динамічну точність контролю температури, а виконання перемикача та двох комплектів додаткових опорів в одному блоці - спрощує монтаж системи На фіг показана спрощена (не показано підсилювач, реверсивний двигун та механічну частину моста) принципова схема системи Система включає давач температури у вигляді термоопору 1, мостову схему 2 з реохордом З, перемикач діапазонів 4 на два напрямки та два комплекти (набори) 5 попередньо підігнаних сталих опорів (Rn, RK), ЯКІ визначають початок та кінець шкали автоматичного моста в кожному діапазоні При створенні системи, виходячи з можливих значень температури в об'єкті контролю, вибирають автоматичний міст з необхідною початковою градуйовкою (наприклад, Гр 100 П), робочим широким діапазоном (tmm, t m a x ) та зручною стандартною шкалою (наприклад, 0 100°С) Потім, виходячи з бажаної точності, задаються різницею температур в кожному вузькому діапазоні At (наприклад, 10 К) та визначають необхідну КІЛЬКІСТЬ діапазонів п за виразом n = (t m a x - tmm)/At , заокруг люючи м до цілого числа Потрібна КІЛЬКІСТЬ додаткових опорів Rn і RK в кожному комплекті дорівнює визначеній КІЛЬКОСТІ діапазонів системи, а їх значення залежить від температури в об'єкті та різниці температур в межах кожного діапазону з урахуванням можливої нелінійності давача На основі вище викладеного здійснюють попередній розрахунок опорів, їх підгонку та повірку системи в цілому з використанням зразкового магазину опорів Багатодіапазонна система працює таким чином При необхідності вимірювання температури в об'єкті оператор встановлює перемикач діапазонів в початкове (очікуване) положення У випадку, коли дійсне значення температури в об'єкті знаходиться за межами шкали моста, оператор швидко переводить перемикач діапазонів в інше положення, при якому показуюча стрілка автоматичного мосту знаходитиметься в межах його шкали, та здійснює ВІДЛІК показання при/ладу Дійсне значення температури в об'єкті визначається за виразом t = tmm + At * І + t M , де tmm - мінімальна робоча температура системи, і - номер діапазону (0 п), tM - показання моста в і - му діапазоні Наприклад, якщо, tmm = 0, At=10K, і = 3, tM = 7К, то t = 0+10 * 3+ 7 = 37°С, а коли tmm =100°С, і = 0, t M = 7K, то, t=107°C Повірка зразкової системи за допомогою магазинів опорів типу Р 4831 (кл 0,02) дала позитивний результат нелінійність шкали в кожному діапазоні не гірша, ніж базового автоматичного мосту, а максимальна похибка не перевищує 0,1 К, що відповідає бажаному значенню Два комплекти такої системи були успішно використані для контролю температури водяної пари та повітря в зразковій установці для градуйовки та повірки засобів вимірювання вологості газів Джерела інформації 1 Основы автоматизации технологических процессов пищевых производств/ Под ред В А Соколова - М Легк и пищ пр-ть, 1983 - 400 с (Рис 3-15) 2 Камеры тепла и холода испытательные Методы аттестации ГОСТ 25051 2 - 82 - М Государственный комитет СССР по стандартам, 1982 (Додаток 5) 52431 ФІГ. ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71