Устройство для дистанционного измерения температуры

 

Изобретение относится к температурным измерениям и йозволяет повысить быстродействие и упростить устройство. Стабилизатор тока 4, подключенный к конденсатору 2, формирует в процессе разряда конденсатора 2, заряженного от источника тока 8, стабильный ток через термопреобразователь сопротивления (ТС) 1. Диод 3 препятствует разряду конденсатора 2 через ТС 1. Блок измерения 9 измеряет падение напряжения на ТС 1 в момент формирования стабилизатором тока 4 стабильного тока. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1È

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ Id ОТКРЫТИЙ (21) 4182642/24-10 (22) 15.1.2.86 (46) 23.09.88. Бюл. № 35 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт гидрогеологии и инженерной геологии (72) А. M. Сурмач (53) 536.531 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 857741, кл. G 01 К 7/16, 1979.

Авторское свидетельство СССР № 1247678, кл. G 01 К 7/16, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к температурным измерениям и Йозволяет повысить быстродействие и упростить устройство.

Стабилизатор тока 4, подключенный к конденсатору 2, формирует в процессе разряда конденсатора 2, заряженного от источника тока 8, стабильный ток через термопреобразователь сопротивления (ТС) 1.

Диод 3 препятствует разряду конденсатора 2 через ТС 1. Блок измерения 9 измеряет падение напряжения на ТС 1 в момент формирования стабилизатором тока 4 стабильного тока. 2 ил.

1425471

Изобретение относится к области температурных измерений и может быть использовано при дистанционном контроле тем пер атур ы в скваж и не.

Цель изобретения — повышение быстродействия и у прощение устройства путем исключения из его состава вычислительного блока.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 — схема стабилизатора тока.

Устройство содержит термопреобразователь 1 сопротивления, конденсатор 2, диод

3, стабилизатор 4 тока, двухпроводную линию связи, представленную эквивалентными сопротивлениями 5 и 6, коммутатор 7, источник 8 тока, блок 9 измерения, состоящий, например, из стабилизатора 10 тока, образцового резистора 11, потенциометра

12 и аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 13, блок 14 индикации и блок

15 управления, состоящий, например, из генератора 16 импульсов, делителя 17 частоты и коммутатора 18. В качестве АЦП 13 может быть использован стандартный АЦП двойного интегрирования, опорное напряжение для которого снимается с потенциометра 12 при прохождении через него тока от стабилизатора 10 тока.

Стабилизатор 4 тока может быть собран по стандартной схеме и содержит

Стабилитроны 19 — 21, резисторы 22 — 26, переменный резистор 27 и транзисторы 28—

31. Резисторами 26 и 27 задается выходной ток. Стабильное напряжение снимается со стабилитрона 21. Генератор тока, состоящий из транзистора 28, стабилитройов 19 и 20 и резисторов 24 и 25, вырабатывает номинальный для стабили1.рона 21 ток, не зависящий в рабочих пределах от изменения входного напряжения.

По команде с блока управления с помощью коммутатора 7 к двухпроводной линии связи подключается источник 8 тока, ток которого, проходя через диод 3, включенный в прямом направлении, заряжает конденсатор 2 до определенного напряжения. После заряда конденсатора 2 к двухпроводной линии связи подключается блок измерения. Происходит разряд конденсатора 2 на стабилизатор 4 тока, который в течение определенного интервала времени формирует стабильный по величине ток, поступающий на термопреобразователь 1 сопротивления. Блок измерения по команде с блока управления осуществляет измерение напряжения на термопреобразователе сопротивления в момент прохождения от него стабильногго тока от стабилизатора 4 тока.

Для того, чтобы блок измерения не влиял на результат измерения, его входное сопротивление должно быть много больше сопротивления проводов линии связи.

10 l5

2

Диод 3 должен иметь малый обратный ток. В этом случае он практически не пропускает ток на термопреобразователь 1 сопротивления от конденсатора 2 после отключения источника 8 тока.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени включены АЦП 13, стабилизатор 10 тока и блок

14 индикации. Однако импульсы, вырабатываемые генератором (в данном случае используется внешняя цепь генератора интегратора АЦП 13) на счетный вход АЦП 13 не подаются, и на блоке 14 индикации высвечивается результат предыдущего измерения. При включении блок управления (цепи коммутации не показаны) счетные импульсы от генератора 16 поступают на делитель 17 частоты и одновременно срабатывает коммутатор 7, в результате чего к линии 5, 6 связи подключается источник 8 тока. Через диод 3 происходит заряд конденсатора 2. После прохождения через делитель 17 определенного числа импульсов (количество импульсов выбирается таким, что время их прохождения т)ЗКС, где С вЂ” емкость конденсатора 2;

R — сопротивление проводов линии 5, 6 связи) с помощью коммутатора 7 линия связи отключается от источника 8 тока и подключается к аналоговому входу

АЦП 13. Одновременно замыкается контакт коммутатора 18, и счетные импульсы начинают поступать на ALIH 13.

Происходит разряд конденсатора 2 на стабилизатор 4 тока, нагрузкой которого является термопреобразователь 1. Напряжение на термопреобразователе 1 сопротивления при прохождении через него стабильного тока I i

U = I >Ro (I+

t — температура.

Ток I> стабилизатора 10 и сопротивление Ri образцового резистора 11 выбираются такими, чтобы обеспечивалось равенство

I 1R0= I2R! °

Тогда на вход АЦП 13 поступает разность падений напряжения на термопреобразователе 1 и резисторе 11 U =IiROGct.

Напряжение Uw и опорное, снимаемое с потенциометра 12, интегрируются, сравниваются, результат преобразуется в цифровой код, пропорциональный по значению измеряемой температуре, который поступает в блок 14 индикации. Контакт коммутатора 18 остается во включенном состоянии в течение примерно 2,5 циклов работы АЦП 13, размыкается по команде, следующей из делителя 17, и интегрирование напряжения в АЦП 13 прекращается. Цифровой код, пропорциональный температуре, измеряемой при последнем пол1425471 ном цикле работы АЦП, запоминается в регистре АЦП и продолжает поступать в блок индикации. Длительность измерения напряжения на термопреобразователе 1 сопротивления выбирается такой, чтобы временная характеристика стабилизатора 4 тока в это время была линейной, но не менее длительности двух циклов работы

АЦП.

Формула изобретения

Устройство для дистанционного измерения температуры, содержащее источник тока, первый вывод которого соединен с первым входом блока измерения и через первый провод двухпроводной линии связи подключен к первому выводу термопреобразователя сопротивления, второй вывод которого соединен с первым выводом конденсатора и вторым проводом линии связи, блок индикации, подключенный к блоку измерения, соединенному с блоком управления, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения устройства, в него введены коммутатор, диод и стабилизатор тока, вход которого подключен к первому и второму выводам конденсатора, а выход соединен с первым и вторым выводами термопреобразователя сопротивления, при этом диод включен между вторым выводом конденсатора и первым выводом термопреобразователя сопротивления, а второй провод линии связи соединен с подвижным контактом коммутатора, управляющий вход которого соединен с выходом блока управления, а два неподвижных контакта соединены соответственно с вторым выводом источника тока и вторым входом блока измерения.

Составитель В. Куликов

Редактор В. Петраш Техред И. Верес Корректор М. Васильева

Заказ 4758/37 Тираж 607 Подп испо е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг. 2