Пристрій для багатоточкового вимірювання температури

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерений температуры в многоканальных автоматизированных системах, использующих термопары и термометры сопротивления, Устройство содержит произвольное число и з мерительных каналов, каждый из кото 12 і 1428942 рых включает в себя термометр сопротивления 1 или термопару 2, постоянный резистор 3, включенный последовательно с термометром сопротивления, и токовые 4 и потенциальные 5 управляемые ключи, блок 6 переключения каналов, источник 7 постоянного напряжения, источник 8 постоянного тока, дополнительный управляемый ключ 9, постоянные резисторы 10-13, диф ференциальный усилитель 14 и блок управления 15. Блок управления 15 выдает управляющие импульсы и контролирует состояние соединительных цепей, фиксируя наличие обрыва или короткого замыкания проводов. Кроме того, в устройстве контролируется тип подключенного датчика и коэффициент преобразования эсего измерительного тракта. 2 ил. 1 В качестве блока 6 переключения каналов может быть использован счетчик с мультиплексором, выходы которого подключаются к управляющим электродам ключей 4 и 5, Устройство работает следующим обЦелью изобретения является повышеразом. ние точности измерений» В первом цикле измерения импульс На фиг в 1 приведена структурная jg с выхода генератора 13 поступает на схема предложенного устройства; на блок 6 переключения каналов и своим фиг.2 - структурная схема блока управпередним фронтом подключает заданный ления. измерительный канал м усилителю 14, Устройство содержит произвольное на выходе которого появится напряжечисло измерительньсх каналов, каждый 15 ние U ( , равное R из которых включает в себя термометр J-l ft V — ТІ .К" —___.— -Р— __ — * I сопротивления или термопару 2 (на V-n rv LJ j. D i D U чертеже для простоты изображено два U - напряжение, поступающее с где измерительных канала), постоянный реизмерительной диагонали мосзистор З р включенный в каждом измери- 20 товой схемы, образованной тельном канале последовательно с терпостоянными резисторами 12 мометром 1 сопротивления, и токовые и 13, образцовым постоянным 4 и потенциальные 5 управляемые ключи, резистором 3 и термометром блок 6 переключения каналов, источник сопротивления 1; '7 постоянного напряжения (ЭДС), источ 25 К - коэффициент усиления усилиник 8 постоянного тока, дополнительтеля; ный управляемый ключ 9» постоянные К - сопротивление измерительной резисторы 10-13s дифференциальный диагонали мостовой схемы; усилитель 14 и блок 15 управления. R - сопротивление образцового Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах многоточечного измерения температуры с применением термометс ров сопротивления и термопар. v Блок 15 управления (фиг,2) содер- зО жит логическую схему ИЛИ 16 S два входа которой соединены с выводами резисторов 12 и 13, а ее выход соединен со схемой компараторов 17, генератор 18 импульсов, выход которого -с подключен к одному из входов логической схемы И 19 S второй вход которой соединен с выходом схемы компараторов 17, инвертор 20, выход которого подключен к управляющему электроду клю- *п ча 9. постоянного резистора I1; R B X - входное сопротивление усилителя 14. (Величина сопротивления резистора 9 цепей усилителя 14,учтена в приведенной формуле в сопротивлении резистора 11). Одновременно по этбму же сигналу в блоке 15 производится оценка обрыва или короткого замыкания токовых цепей подключенного термометра сопротивления, В этом случае ток источника 428942 7 протекает через резисторы 12 и 13, 'остаются верными и для термопары, с" токовые ключи 4, термометр 1 сопротив- той лишь разницей, что напряжение ления и постоянный резистор 3. В слуU-p - э . д . с термопары, соответствующая чае обрыва одной или обеих токовых измеряемой температуре. 5 цепей на входах блока 15 появится наВсе приведенные расчетные операции пряжение, практически равное напряжемогут быть реализованы с помощью нию источника 7, которое через схему микро-ЭВМ с аналого-цифровым преобраИЛИ 16 поступает на вход схемы комзователем, подключаемым к выходу усипаратор 17 и далее на вход схемы 10 лителя 14, И 19. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Во втором цикле измерения по задУстройство для многоточечного и з нему фронту импульса, поступающего через инвертор 20, открывается ключ 9. мерения температуры, содержащее термоВ результате замыкается цепь источнит-15 метры сопротивления и термопары, подка 8 ічерез постоянный резистор 11 и ключенные через токовые и потенциальна выходе усилителя 14 появится наные управляемые ключи к входам измепряжение U , равное рительного блока, источник постоянного напряжения, потенциальная шина ко5 в*. торого соединена с первыми выводами } 4 R + R двух постоянных резисторов, источник где U p - R I o - падение напряжения постоянного тока, дополнительный управна резисторе 11 от ляемый ключ, образцовый! резистор, протекания по нему поблок переключения измерительных кастоянного тока 1 0 ис25 налов, выходы которого соединены точника 8. с управляющими входами ключей, а Измеряемая температура связана с напряжением U B линейной зависимостью, его вход подключен к первому выходу блока управления, второй выход котопри этом указанное напряжение опрерого соединен с управляющим входом деляется по результатам двух циклов 30 дополнительного ключа, о т л и ч а ю измерения по формуле щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в нем в каж2 -. Кп дом измерительном канале последовательно с термометром сопротивления . К = 35 включен дополнительно введенный по^ 4 Re стоянный резистор, а измерительный Как видно из выражения для К , блок выполнен по схеме дифференциальесли в потенциальных цепях был обрыв, ного усилителя, причем общий вывод то RJJ — > а > и К п — * 0. При коротком термометров сопротивления и дополнизамыкании потенциальных цепей величи- 40 тельных постоянных резисторов соедина К^ будет превышать значение для нен с нулевой шиной источника постоянисправных цепей, равное ного напряжения и дифференциального усилителя,' а их раздельные выводы чеК = рез токоеые управляемые ключи, соедиТаким образом, условие обрыва или 45 нены с вторыми выводами первых двух короткого замыкания цепей можно;, запостоянных резисторов и входами писать следующим образом: блока управления и непосредственно К •R с входами потенциальных ключей, выходы которых вместе с выходами потен; » Тип подключенного датчика темпера- 50 циальных ключей, соединенных с выводами термопар, попарно объединены и туры (термометр сопротивления или термопара) определяется по величине соединены через образцовый постоянсопротивления RJJ, которое рассчитыный резистор, параллельно которому вается по формуле через дополнительный управляемый и _ R В У (к - к п ) 55 ключ включен источник постоянного тока, и дополнительно введенный симИзмерение температуры с использоваметрируюпщй постоянный резистор соотнием термопары осуществляется аналоветственно с первым и вторым входами гичным образом. Выражения для U, и IL, дифференциального усилителя. V 8 1428942 Фиг 2 Редактор А.Шандор Заказ 5114/37 Составитель В,Голубев Техред М.Дидык Корректор С.Шекмар Тираж 607 Подписное ВПИШИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская н а б . , д . 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г . Ужгород» ул. Проектная, 4