Устройство для безынерционного измерения
33I262
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 29.V1.1970 (№ 1456514/18-10) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 07.111.1972. Бюллетень № 9
Дата опубликования описания 18Х.1972.Ч. Кл. С 01k 7/02
Комитет по делам иаобретеиий и открытий при Совете Мииистрав
СССР
УДК 536.532(088.8) Авторы изобретения
Г. А. Шароваров, В. М. Шадский и T. А. Михайлова
Институт ядерной энергетики АН Белорусской ССР
Заявитель
УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕЗЫНЕРЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ
ТЕМП ЕРАТУРЫ
Изобретение относится к измерению температур с помощью термопар и предназначено для измерения быстро меняющихся температур, например, в ядерной технике или авиации.
Известные устройства для безынерционного измерения температуры, содержащие два усилителя э.д.с. термопар, первый и второй сумматоры, причем первая термопара через первый усилитель э.д.с. термопары соединена с первыми входами обоих сумматоров, а вторая термопара через второй усилитель э.д.с. термопар — со вторым входом первого сумматора, характеризуются значительной инерционностью и низкой точностью.
Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что оно снабжено дифференциаторами, третьим сумматором, двумя схемами выделения модуля, устройством умножения, устройством деления, нуль-органом и ключом, причем входы первого сумматора соединены со входами дифференциаторов, выходы дифференциаторов со входами третьего сумматора, выход которого связан с первым входом ключа, выход первого сумматора подключен к входу первой схемы выделения модуля, выходы первой схемы выделения модуля через нульорган соединены с управляющим входом ключа и со входом «делимого» устройства деления, выход ключа через вторую схему выделения модуля — со входом «делитель» устройства деления, выход дифференциатора первой термопары и выход делительного устройства связаны со входами множительного устройства и вход дифференциатора первой термопары соединен со входамп второго сумматора а.
Это позволяет повысить быстродействие н точность.
На чертеже представлена блок-схема пред10 лагаемого устройства для безынерционного измерения температуры.
Устройство содержит усилители 1 и 2 э.д.с. термопар, сумматоры 3, 4 и 5; дифференциаторы 6 и 7, схемы 8 и 9 выделения модуля, нуль15 орган 10, ключ 11, делительное устройство 12, множительное устройство 18.
Известно уравнение измерительной термопары
Т,. = T,+КТ,, 20 где Т,. — измеряемая температура среды илн поверхности;
T„— температура термопары;
Т, — первая производная температура
25 термопары по времени;
К вЂ” показатель термической инерционности термопары, зависящий от условий теплообмена.
Если две измерительные термопары распо30 Boils IITh близко одна K,другой, То условия теll331262
15
20 представляющий
Т,= Т,-+-АТ, К, где
25 лОООЬI(Н3 для Ilих буду! 0! 11113кОБыми и для их уравнения
Т(,=- ? !+ Tr К1, (1)
Т„. = ? и+ 1",, Kzz, где Tz и Тп — температура термо!!Вр, (ИРВВЕДЛИВО СООТНОШЕНИЕ
К1
=А и
Kz=AKrz=K, где А (постоянная величина). При совместном решении уравнений получается следующая формула для определения температуры среды или поверхности по показаниям двух термопар: К= т — т ATr — Trr А — постоянный коэффициент, который для данной пары термопар вычисляется заранее. Величина К по физическому смыслу всегда положительна. Предлатаемое устройство llpoизводит вычисление температуры Т, по этой формуле. Сигнал с термопары Tz подается через усилитель 1 на сумматор 3, дифференциатор б и сумматор 4. В дифференциаторе б одновременно производится умножение первой производной сигнала Tz на постоянный коэффициент А. Сигнал Ттт подается через усилитель 2 на сумматор 8 и дифференциатор 7. Термопары включены так, что знаки сигналов Tz и Тп противоположны. На выходе сумматора 8 получается разность сигналов двух термопар Tzz — Tz. После сумматора 8 сигнал подается на схему 8, которая обеспечивает устойчивость схемы деления. На выходе схемы выделения модуля сигнал равен (Tz — Тп). На выходе дифференциатора б сигнал равен ATz и на выходе дифференциатора 7 сигнал равен (— Т,,), С дифференциаторов б и 7 сигнал подается на сумматор 5, после которого сигнал равен — (ATi — Т;,), затем через ключ 11 — на схему 9, после которого сигнал равен (АTi — 7 ;,) . После схемы 9 сигнал поступает на вход «делитель» делительного устройства 12, на вход «делимое» которого подается сигнал со схемы 8. На выходе устройства T,— т„ 12 получается сигнал, равный AT1 — ТП Зо +! ОТ 0111 !1;(,З IJO!1,3CZCSI !1;1 ОД!111 IJXOJ, тсльиОГО уc I рай!(стВВ 1?, 113 Второй ВхОд кОтО1J(?I 0 II(JCÒ JIßÑÒ СИГ1!3Л (. у Il!1111ГеЛ(! 1. На ВЬIХОдс сумматора 4 получается сигнал, равный Tr+ АТ; =T,, и Лт(— т„ собой искомую температуру среды или поверхности в соответствии с формулой (1) . B предлагаемом устройстве нуль-орган 10 и ключ 11 служат для того, чтобы обеспечить некоторое значение сигнала на входе «делитель» делительного устройства 12 в моменты рав нства нулю (с приборной точностью разности (А Т, — Т„ ) на выходе сумматора 5. Условие AT — Т;, =О имеет место, когда Tz= Tzz=c0rzst (т. е. температура не меняется) . Нуль-орган при этом не срабатывает, а ключ 11 открыт по входу II, на который подается сигнал U(J, При достижении разности Tz — Тц минимальной величины нуль-орган 10 срабатывает, а ключ открыт по входу 1 и закрыт по входу I I. Предмет изобретения Устройство для безынерционного измерения температуры, содержащее два усилителя э.д.с. термопар, первый и второй сумматоры, причем первая термопара через первый усилитель э.д.с. термопары соединена с первыми входами обоих сумматоров, а вторая термопара соединена через второй усилитель э..д.с. термопар со вторым входом первого сумматора, отличаюи1ееся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, оно снабжено дифференциаторами, третьим сумматором, двумя схемами выделения модуля, устройством умножения, устройством деления, нуль-органом и ключом, причем входы первого сумматора соединены со входами дифференциаторов, выходы ди(фференциаторов соединены со входами третьего сумматора, выход которого соединен с первым входом ключа, выход первого сумматора соединен со входом первой схемы выделения модуля, выходы первой схемы выделения модуля через нуль-орган соединены с управляющим входом ключа и со входом «делимого» устройства деления, выход ключа соединен через вторую схему выделения модуля со входом «делитель» устройства деления, выход дифференциатора:первой термопары и выход делительного устройства соединены со входами множительного устройства и вход диф ференциатора первой термопары соединен со входами второго сумматора. 331262 Редактор Т. Иванова Заказ 1825/4 Изд. № 323 Тираж 448 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4 5 Типография, пр. Сапунова, 2 Составите.чь И. Дубсон Техред E. Борисова Корректоры: Т. Китаева и О. Тюрина