Пристрій для бездемонтажної повірки термоелектричних сенсорів температури

Пристрій для бездемонтажної повірки термоелектричних сенсорів температури, що містить ВХІДНІ затискувачі для під'єднання термоелектричного сенсора, що повіряється, нормуючий підсилювач, персональну електронну обчислювальну машину, цифро-аналоговий перетворювач і аналого-цифровий перетворювач, вхід якого з'єднаний з виходом нормуючого підсилювача, а вихід під'єднаний до системної шини персональної електронної обчислювальної машини, вхід цифроаналогового перетворювача з'єднаний з систем ною шиною персональної електронної обчислювальної машини, який відрізняється тим, що в нього введені дві масивні МІДНІ КОЛОДКИ, на яких розміщені потенціальні і струмові затискачі, а також принтер, блок сигналізації і другий цифроаналоговий перетворювач, входом під'єднаний до загальної шини персональної електронної обчислювальної машини, при цьому струмові виходи обох цифро-аналогових перетворювачів узгоджено з'єднані між собою і під'єднані до струмових затискувачів мідних колодок, входи нормуючого підсилювача з'єднані з потенціальними затискачами кожної з мідних колодок, входи принтера і блока сигналізації під'єднані до системної шини персональної електронної обчислювальної машини, а Винахід відноситься до області досліджень і калібрування засобів вимірювання температури і може бути використаний для бездемонтажної повірки термоелектричних сенсорів температури (термопар) безпосередньо на працюючому об'єкті Відомий пристрій для бездемонтажної повірки термоелектричних сенсорів температури по А С СРСР №861982, кл G 01 К 15/00,1981, який складається з комутатора, аналого-цифрового перетворювача, блока обчислень, блока пам'яті і блока керування, а також блока формування дозованих імпульсів і блока вторинних перетворювачів, що ввімкнеш між комутатором і аналого-цифровим перетворювачем, вхід якого з'єднаний із входом блока обчислень, виходи якого з'єднані з індикатором і блоком формування дозованих імпульсів, з'єднаних з комутатором Нагрівання робочого кінця термоелектричного сенсора температури, що повіряється, дозованими імпульсами струму дозволяє проводити його повірку тільки на непрацюючому (холодному) об'єкті Якщо об'єкт працює, тобто нагрітий, то на тепловий потік, що поступає на робочий кінець сенсора від об'єкта, додатково накладається тепло від імпульсів струму Це не дозволяє порівнювати результати досліджень, які одержані на працюючому об'єкті, з результатами, що були зафіксовані раніше при калібруванні сенсора на холодному об'єкті, або такому, що працював при ІНШІЙ температурі Відомий пристрій для бездемонтажної повірки термоелектричних сенсорів температури по патенту України №12916, кл G 01 К 15/10, 1997, що складається з двополюсного перемикача, входи якого через лінії зв'язку з'єднані із вільними кінцями сенсора, що повіряється, цифрового вольтметра, який з'єднаний з однією парою входів двополюсного перемикача, регульованого джерела живлення, яке з'єднане з другою парою входів двополюсного перемикача, секундоміра, компресора, який під'єднаний через задавач витрат повітря і з'єднувальні трубки до повітряних каналів фарфорової втулки термоелектричного сенсора температури ВІЛЬНІ КІНЦІ термоелектричного сенсора, що повіряється, під'єднані до потенціальних затискачів мідних колодок Цей пристрій дозволяє визначати похибку сенсора безпосередньо на працюючому об'єкті Проте, необхідність в компресорі, задавачі витрат повітря, з'єднувальних трубках для подачі повітря і (О 00 48612 т п утруднює застосування пристрою в повірочнш практиці Крім того, не всі стандартні сенсори дозволяють охолоджувати їх робочий кінець потоком повітря, тому що не мають каналів для його подачі і додаткових елементів для під'єднання компресора Відомий також пристрій для бездемонтажної повірки термоелектричних сенсорів температури по патенту України № 38066А кп G 01 К 15/00, 2000, що містить ВХІДНІ затискувачі для під'єднання термоелектричного сенсора, що повіряється, нормуючий підсилювач, персональну електронну обчислювальну машину, цифроаналоговий перетворювач і аналого-цифровий перетворювач, вхід якого з'єднаний з виходом нормуючого підсилювача, а вихід під'єднаний до системної шини персональної електронної обчислювальної машини, вхід цифроаналогового перетворювача з'єднаний з системною шиною персональної електронної обчислювальної машини Крім того, пристрій включає два керованих двополюсних перемикача, перший з яких входами з'єднаний із вільними кінцями сенсора, однією парою виходів з'єднанийіз входами нормуючого підсилювача, а другими виходами -із входами другого перемикача, виходи якого з'єднані зустрічне і під'єднані до виходів цифроаналогового перетворювача через перетворювачі напруги в струм Алгоритм роботи відомого пристрою передбачає вимірювання термоелектрорушійної сили в моменти відключення охолоджуючого і гріючого струму від термоелектродів, що створюють робочий кінець сенсора Вимикання струмів і перемикання вільних КІНЦІВ сенсора від джерела струму до входів нормуючого підсилювача каналу вимірювання термоелектрорушійної сили здійснюється двополюсними перемикачами Необхідність комутації відносно великих струмів (0,5 1 А) заставляє застосовувати електромеханічні контактні перемикачі, що мають значний час перемикання (порядку десятків мс) Тому при бездемонтажній повірці термопар з малими і середніми значеннями теплової сталої часу виникають великі інструментальні похибки вимірювання термоелектрорушійної сили через швидке охолодження робочого кінця сенсора і ВІДПОВІДНИХ ЗМІН термоелектрорушійної сили за час перемикання Крім того, теплопровідність електродів сенсора при охолодженні і нагріванні робочого кінця неминуче змінюється і температура вільних КІНЦІВ через передачу частини тепла викликає додаткову методичну похибку вимірювання температури В основу винаходу покладена задача створення такого пристрою для бездемонтажної повірки термоелектричних сенсорів температури, в якому введення нових елементів і зв'язків ПІДВИЩИТЬ ТОЧНІСТЬ визначення похибок термоелектричних сенсорів температури безпосередньо на працюючому об'єкті Поставлена задача вирішується тим, що в пристрій для бездемонтажної повірки термоелектричних сенсорів температури, який містить ВХІДНІ затискувачі, нормуючий підсилювач, персональну електронну обчислювальну машину, цифроаналоговий перетворювач і аналого-цифровий перетворювач, вхід якого з'єднаний з виходом нормуючого підсилювача, вихід під єднаний до системної шини електронної обчислювальної машини, вхід цифроаналогового перетворювача з'єднаний з системною шиною електронної обчислювальної машини, згідно з винаходом в нього введеш дві масивні МІДНІ колодки, на яких розміщені потенціальні і струмові затискачі, а також принтер, блок сигналізації і другий цифроаналоговий перетворювач, входом під'єднаний до системної шини персональної електронної обчислювальної машини, при цьому струмові виходи обох цифроаналогових перетворювачів узгоджено з'єднані між собою і під'єднані до струмових затискачів кожної з мідних колодок, входи нормуючого підсилювача з'єднані з потенціальними затискачами кожної з мідних колодок, входи принтера і блоку сигналізації під'єднані до системної шини персональної електронної обчислювальної машини, а ВІЛЬНІ КІШЦІ термоелектричного сенсора, що повіряється, під'єднані до потенціальних затискачів мідних колодок Саме введення в схему для без демонтажної повірки термоелектричних сенсорів температури двох масивних мідних колодок, на яких розміщені потенціальні і струмові затискачі, і другого цифроаналогового перетворювача, під'єднаного до системної шини персональної електронної обчислювальної машини, включення струмових виходів основного і додаткового цифроаналогових перетворювачів узгоджено між собою і під'єднання їх до струмових затискачів мідних колодок, які при повірці з'єднуються із вільними кінцями сенсора, що повіряється, наявність принтера і блока сигналізації дозволяє практично миттєво вмикати і перемикати постійний струм в термоелектродах сенсора і здійснювати швидкі вимірювання усталених значень термоелектрорушійної сили, що підвищить точність повірки термоелектричного сенсора безпосередньо на працюючою, об'єкті і здійснить реєстрацію похибок га сигналізацію при виході похибки сенсора за межі допустимої На фіг 1 приведена функціональна схема пристрою для бездемонтажної повірки термоелектричних сенсорів температури, на фіг 2 - структурна схема алгоритму програми роботи пристрою, на фіг 3 - структурна схема алгоритму підпрограми роботи цього пристрою Пристрій (фиг 1) має дві масивні МІДНІ КОЛОДКИ 1 і 2, які мають потенціальні 3 і 4 та струмові 5 і 6 затискачі, нормуючий підсилювач 7, аналогоцифровий перетворювач (АЦП) 8, персональну електронну обчислювальну машину (ПЕОМ) 9, до загальної шини 10 якої під'єднана клавіатура 11, оперативний запам'ятовуючий пристрій (ОЗП) 12, мікропроцесор 13, перепрограмований запам'ятовуючий пристрій (ППЗП) 14, дисплей 15, а також принтер 16 і блок сигналізації 17, а також цифроаналогові перетворювачі (ЦАП) 18 і 19 із струмовими виходами Позицією 20 позначений контрольований об'єкт, а позиціями 21 и 22 -робочий кінець і електроди термоелектричного сенсора, що повіряється Робочий кінець 21 термоелектричного сенсора розміщений в об'єкті, а ВІЛЬНІ КІНЦІ термоелектродів 22 під'єднані до потенціальних затискачів 3 і 4 на колодках 1 і 2 повірочного пристрою До потенціальних затискачів 3 і 4 на колодках 48612 1 і 2 під'єднаний вхід нормуючого підсилювача 7, кінець 21, результуюча термоЕРС поймає значенвихід якого з'єднаний з аналоговим входом АЦП 8, ня цифровий вихід АЦП під'єднаний до системної шини 10ПЕОМ 9 До системної шини ПЕОМ 9 під'де ак і ао - коефіцієнти термоЕРС (коефіцієнти єднаниі входи принтера 16 і блоку сигналізації 17, Зеебека) робочого і вільного КІНЦІВ термосенсора а також входи ЦАП 18 і 19, струмові виходи останпри температурах Тк і То, ВІДПОВІДНО, ніх узгоджено з'єднані між собою і під'єднані до р - коефіцієнт Пельтьє для матеріалів термострумових затискачів 5 і 6 на колодках 1 і 2 електродів, що створюють робочий кінець сенсоПозиціями 23 66 на фіг 2 і 3 позначені кроки ра, програм ПЕОМ, у ВІДПОВІДНОСТІ ДО ЯКИХ ЗДІЙСНЮІ = ДІ - початкове значення струму, що протіЄТЬСЯ керування АЦП 8, а також ЦАП 18 і 19, та кає через термоелектроди і робочий кінець, обробка результатів додаткових вимірювань R - сумарний електричний опір термоелектроВ режимах калібрування і повірки ВІЛЬНІ КІНЦІ дів і робочого кінця сенсора, термоелектричного сенсора, що повіряється, віk - коефіцієнт, який визначає долю теплоти, д'єднують від комплектних вторинних приладів що поступає в робочий кінець від термоелектро(мілівольтметрів, потенціометрів, на схемі фіг 1 не Дів, показані) і під'єднують до потенціальних затискачів X - еквівалентна теплопровідність робочого кіЗ і 4 на колодках 1 і 2 повірочного пристрою нця сенсора з врахуванням теплопровідності терПовірочний пристрій працює автоматично за моелектродів і термічного опору сенсора відносно програмами, приведеними на фіг 2 і 3 Ведення до об'єкту контролю програми в ППЗП 13 здійснюється клавіатурою 11 ТермоЕРС Еко підсилюється нормуючим підПристрій працює в такій ПОСЛІДОВНОСТІ силювачем 7 (фіг 1) і перетворюється АЦП 8 в код Калібрування термоелектричного сенсора NKO, ЯКИЙ зчитується (крок підпрограми 58) при проводиться безпосередньо на діючому об'єкті 20 вимкнутому ЦАП 18 Далі він вводиться (крок 59) в (фиг 1) після стаціонарного монтажа сенсора, тобОЗП 12 ПЕОМ Якщо код термоЕРС менше попето установки його в робоче положення реднього значення Е|