×
26.08.2017
217.015.d56b

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области температурных измерений и может быть использовано в качестве датчика температуры биологических и физических объектов. Предложено устройство для измерения температуры, содержащее мостовую схему для компенсации температуры холодного спая, источник стабилизированного питания, термопару, делитель напряжения, состоящий из потенциометра и резистора, включенного в диагональ питания моста, причем отрицательный электрод термопары и средняя точка делителя напряжения подключены к измерительной диагонали моста. Устройство дополнительно снабжено преобразователем напряжения в частоту, реверсивным счетчиком импульсов, двоичным умножителем частоты, делителем частоты, вычитающим устройством, двухвходовой логической схемой «ИЛИ» и двумя цифровыми управляемыми сопротивлениями, кодовые входы которых соответственно связаны с выходами прямого и обратного кодов реверсивного счетчика, а движок потенциометра через входную цепь преобразователя напряжения в частоту соединен с положительным электродом термопары. Второй вход схемы вычитания связан с выходом двоичного умножителя, входы одного операнда которого связаны с выходами реверсивного счетчика, а входы другого операнда связаны с выходами делителя частоты, вход которого связан с шиной опорной частоты. Суммирующий вход реверсивного счетчика связан с выходом преобразователя напряжения в частоту, а вычитающий вход реверсивного счетчика соединен с выходом двоичного умножителя, при этом первый вход вычитающего устройства подключен к выходу преобразователя напряжения в частоту, два выхода вычитающего устройства соединены с входами двухвходовой логической схемы «ИЛИ» и знаковыми выходами скорости изменения температуры устройства, а выход схемы «ИЛИ» соединен с выходом регистрации величины скорости изменения температуры. Выход прямого кода реверсивного счетчика подключен к выходу регистрации значения измеряемой температуры устройством, одно цифровое управляемое сопротивление включено между первым выводом потенциометра и средней точкой делителя напряжения, а второе - последовательно между вторым выводом потенциометра и клеммой питания делителя источника стабилизированного питания. Технический результат - повышение быстродействия и надежности устройства, а также расширение функциональных возможностей - определение наряду с измеряемой температурой скорости ее изменения. 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Предлагаемое изобретение относится к области температурных измерений и может быть использовано в качестве датчика температуры биологических и физических объектов.

Известны устройства для измерения температуры с термопарами, присоединенные к мостовой потенциометрической схеме с усилителем разбаланса и следящим электродвигателем (М.В. Кулаков. Технологические измерения и приборы. -М.: Машиностроение, 1974, 464 с.).

Недостатком этих устройств является низкое быстродействие, малая надежность работы и ограниченные функциональные возможности, в частности невозможность определения скорости изменения температуры.

Известно также устройство для измерения температуры, принятое за прототип, содержащее мостовую схему для компенсации температуры холодного спая, источник стабилизированного питания, термопару и измерительный прибор, снабженное также делителем напряжения, состоящим из потенциометра и резистора, включенного в диагональ питания моста, причем движок потенциометра через усилитель соединен с положительным электродом термопары, а отрицательный электрод и средняя точка делителя напряжения подключены к измерительной диагонали моста (Авт. свид СССР №433358, G01K 7/02, опубл, 25.06.74, Бюл, №23).

Недостатком этого устройства является также низкое быстродействие, малая надежность работы из-за использования электродвигателя, трущихся элементов ползунка реохорда и механического редуктора, а также ограниченные функциональные возможности, в частности невозможность определения скорости изменения температуры.

Техническая сущность предлагаемого изобретения состоит в исключении из устройства следящего электродвигателя, трущегося ползунка реохорда и редуктора с целью повышения быстродействия и надежности работы, а также формирования дополнительного выходного сигнала, прямо пропорционального скорости изменения измеряемой температуры.

Техническим результатом предполагаемого изобретения является повышение быстродействия и надежности устройства, а также расширение функциональных возможностей - определение наряду с измеряемой температурой скорости ее изменения.

Технический результат достигается тем, что устройство для измерения температуры, содержащее мостовую схему для компенсации температуры холодного спая, источник стабилизированного питания, термопару, делитель напряжения, состоящий из потенциометра и резистора, включенного в диагональ питания моста, причем отрицательный электрод термопары и средняя точка делителя напряжения подключены к измерительной диагонали моста, дополнительно снабжено преобразователем напряжения в частоту, реверсивным счетчиком импульсов, двоичным умножителем частоты, делителем частоты, вычитающим устройством, двухвходовой логической схемой «ИЛИ» и двумя цифровыми управляемыми сопротивлениями, кодовые входы которых соответственно связаны с выходами прямого и обратного кодов реверсивного счетчика, а движок потенциометра через входную цепь преобразователя напряжения в частоту соединен с положительным электродом термопары, второй вход схемы вычитания связан с выходом двоичного умножителя, входы одного операнда которого связаны с выходами реверсивного счетчика, а входы другого операнда связаны с выходами делителя частоты, вход которого связан с шиной опорной частоты, суммирующий вход реверсивного счетчика связан с выходом преобразователя напряжения в частоту, а вычитающий вход реверсивного счетчика соединен с выходом двоичного умножителя, при этом первый вход вычитающего устройства подключен к выходу преобразователя напряжения в частоту, два выхода вычитающего устройства соединены с входами двухвходовой логической схемы «ИЛИ» и знаковыми выходами скорости изменения температуры устройства, а выход схемы «ИЛИ» соединен с выходом регистрации величины скорости изменения температуры, выход прямого кода реверсивного счетчика подключен к выходу регистрации значения измеряемой температуры устройством, одно цифровое управляемое сопротивление включено между первым выводом потенциометра и средней точкой делителя напряжения, а второе - последовательно между вторым выводом потенциометра и клеммой питания делителя источника стабилизированного питания.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит мост, собранный на резисторах R1, R2, R3, R4, питаемый через резисторы R5 и R6 от источника стабилизированного напряжения Uстаб., к которому подключен делитель напряжения на резисторах R7 и R8, R9, R10; к измерительной диагонали моста (точки a, d) подключены отрицательный электрод термопары и средняя точка f делителя. Движок потенциометра R9 через входную цепь преобразователя напряжения в частоту 11 связан с положительным электродом термопары, а выход преобразователя 11 соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика 12, потенциальные выходы которого связаны с потенциальными входами двоичного умножителя частоты 13, токовые входы которого подключены к выходам делителя опорной частоты 14 F0, при этом выход умножителя частоты соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика 12 и вторым входом вычитающего устройства 15, первый вход которого подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика импульсов 12, а выходы вычитающего устройства 15 с положительными и отрицательными значениями производной от выходного сигнала преобразователя 11 через двухвходовую схему «ИЛИ» 16 соединены с входом устройства по определению скорости изменения температуры, выходы вычитающего устройства 15 подключены также к знаковым выходам скорости изменения температуры, резисторы 8 и 10 выполнены в виде цифровых управляемых сопротивлений (ЦУС), кодовые входы управления которых подключены, соответственно, к выходам прямого и обратного кодов реверсивного счетчика импульсов 12, соединенного также выходной шиной прямого кода с выходом устройства по измерению температуры.

Назначение вновь введенных элементов: цифровых управляемых сопротивлений (ЦУС) R8 и R10, преобразователя напряжения в частоту 11, реверсивного счетчика (PC) импульсов 12, двоичного умножителя частоты 13, делителя 14 опорной частоты F0, вычитающего устройства 15, двухвходовой логической схемы «ИЛИ» 16 понятно из их названий.

Устройство для измерения температуры работает следующим образом. При подборе резисторов выполняется соотношение

В этом случае мост и делитель работают независимо один от другого, несмотря на наличие между ними перемычки «d ƒ». Сумма сопротивлений ЦУС R8 и R10 всегда постоянна, т.к. изменение одного сопротивления всегда компенсируется противоположным изменением другого сопротивления за счет управления их прямым и обратным кодами с выходов реверсивного счетчика импульсов 12. В результате этого потенциал ползунка резистора R9 может изменяться в широких пределах, хотя сам ползунок остается неподвижным.

На входе преобразователя напряжения в частоту следования импульсов 11 действует напряжение разбаланса между измерительной диагональю моста, термопарой и точкой g (ползунок R9) делителя напряжения R7 и R8, R9, R10. Изменяющаяся частота F(τ) поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика (PC) 12 и на первый вход вычитающего устройства 15. Двоичный умножитель частоты 73 и делитель частоты 14 формируют поток импульсов, поступающий на вычитающий вход PC 12 и на второй вход вычитающего устройства 15.

Выходная частота двоичного умножителя 13 вычитается из выходной частоты преобразователя напряжения в частоту 11 вычитающим устройством 15 будучи задержанной на время, пропорциональное постоянной времени Т следящей системы автоматического управления. На выходе вычитающего устройства 15 формируется поток импульсов, пропорциональный производной и, соответственно, скорости изменения температуры , т.к. код PC 12 определяется зависимостью в форме Лапласа

где р - оператор Лапласа; F(p) - частота на выходе преобразователя 11; Foc(p) - частота на выходе двоичного умножителя 13 (обратной связи). При этом

где - постоянная времени системы следящей системы;

n - число разрядов реверсивного счетчика 12;

F0 - опорная частота делителя частоты 14.

Отсюда следует, что

Частота на выходе схемы «ИЛИ» может быть определена как

Таким образом, после окончания переходного процесса на выходе схемы «ИЛИ» формируется значение производной F(τ), погрешность которой зависит только от точности задания постоянной времени Т системы.

Следящая система автоматического управления стремится ликвидировать возникающий разбаланс на входе преобразователя 11 путем изменения прямого и обратного кодов с выхода PC 12 на ЦУС R8 и R10. На выходе PC 12 прямой код несет информацию об измеряемой температуре t.

Применение следящей системы автоматического управления частотно-импульсного типа и двух цифровых управляемых сопротивлений позволило исключить следящий электродвигатель, редуктор и перемещение ползунка потенциометра в процессе измерений по сравнению с прототипом, что существенно повысило быстродействие и надежность работы устройства для измерения температуры, а также позволяет сформировать дополнительный выходной сигнал, прямо пропорциональный скорости изменения температуры.

Устройство для измерения температуры, содержащее мостовую схему для компенсации температуры холодного спая, источник стабилизированного питания, термопару, делитель напряжения, состоящий из потенциометра и резистора, включенного в диагональ питания моста, причем отрицательный электрод термопары и средняя точка делителя напряжения подключены к измерительной диагонали моста, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено преобразователем напряжения в частоту, реверсивным счетчиком импульсов, двоичным умножителем частоты, делителем частоты, вычитающим устройством, двухвходовой логической схемой «ИЛИ» и двумя цифровыми управляемыми сопротивлениями, кодовые входы которых соответственно связаны с выходами прямого и обратного кодов реверсивного счетчика, а движок потенциометра через входную цепь преобразователя напряжения в частоту соединен с положительным электродом термопары, второй вход схемы вычитания связан с выходом двоичного умножителя, входы одного операнда которого связаны с выходами реверсивного счетчика, а входы другого операнда связаны с выходами делителя частоты, вход которого связан с шиной опорной частоты, суммирующий вход реверсивного счетчика связан с выходом преобразователя напряжения в частоту, а вычитающий вход реверсивного счетчика соединен с выходом двоичного умножителя, при этом первый вход вычитающего устройства подключен к выходу преобразователя напряжения в частоту, два выхода вычитающего устройства соединены с входами двухвходовой логической схемы «ИЛИ» и знаковыми выходами скорости изменения температуры устройства, а выход схемы «ИЛИ» соединен с выходом регистрации величины скорости изменения температуры, выход прямого кода реверсивного счетчика подключен к выходу регистрации значения измеряемой температуры устройством, одно цифровое управляемое сопротивление включено между первым выводом потенциометра и средней точкой делителя напряжения, а второе - последовательно между вторым выводом потенциометра и клеммой питания делителя источника стабилизированного питания.
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 38.
10.04.2013
№216.012.34a9

Дифференцирующее устройство

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах измерения и автоматического регулирования. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет возможности получать информацию о производной изменяющейся физической величины...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479024
Дата охранного документа: 10.04.2013
27.04.2013
№216.012.3b32

Датчик расхода сыпучего материала

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в химической, микробиологической, фармацевтической промышленности, в том числе связанных с нанотехнологиями. Изобретение направлено на повышение точности работы датчика расхода сыпучего материала при его...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480715
Дата охранного документа: 27.04.2013
27.04.2013
№216.012.3b36

Преобразователь температуры в напряжение

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в термометрии. Преобразователь температуры в напряжение содержит последовательно соединенную термопару и усилитель, источник опорного напряжения, который выходом подключен к первому входу сумматора, а также аналоговое...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480719
Дата охранного документа: 27.04.2013
27.06.2013
№216.012.5199

Устройство для измерения температуры

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения физических величин с первичными резисторными датчиками. Устройство содержит термометр сопротивления R, включенный в мостовую схему 1. Диагональ питания моста через балластное сопротивление 2 подключена к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486482
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.06.2013
№216.012.5269

Устройство для реализации пространственно-временной обработки изображений на основе матриц фоточувствительных приборов с зарядовой связью

Изобретение относится к телевидению и может быть использовано при создании прикладных систем, в частности для пространственно-временной обработки изображений. Техническим результатом изобретения является исключение нарушений адаптации устройства к изменению уровня освещенности при выделении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486690
Дата охранного документа: 27.06.2013
20.01.2014
№216.012.9884

Цифровой измеритель температуры

Предлагаемое изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в процессе теплоизмерений. Заявлен цифровой измеритель температуры, содержащий источник 1 опорного напряжения, соединенный своим выходом с переключателем 2, выходы которого соединены через датчик 3...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504743
Дата охранного документа: 20.01.2014
10.02.2014
№216.012.9f88

Цифровой измеритель скорости изменения температуры

Изобретение относится к области температурных измерений и может быть использовано для измерения скорости изменения температуры в автоматизированных системах управления нагревом изделий, а также колодцев и печей в металлургической промышленности. Заявлен цифровой измеритель скорости изменения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506548
Дата охранного документа: 10.02.2014
20.03.2014
№216.012.acf3

Способ измерения температуры

Изобретение относиться к термометрии и может быть использовано при измерении быстроменяющихся температур с централизованной обработкой информации на микропроцессорной технике. В предлагаемом способе измерения температуры путем подачи импульса положительной полярности на вход электрической цепи,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509990
Дата охранного документа: 20.03.2014
27.03.2014
№216.012.aee9

Цифровой термометр

Изобретение относится к термометрии и предназначено для работы с термопреобразователями с частотным выходным сигналом. Заявлен цифровой термометр, содержащий термопреобразователь с частотным выходом, генератор прямоугольных импульсов, реверсивный счетчик с прямыми динамическими входами,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510492
Дата охранного документа: 27.03.2014
10.06.2014
№216.012.cd63

Способ дифференциальной диагностики доброкачественных и злокачественных беспигментных новообразований кожи

Изобретение относится к медицине. При осуществлении способа через 3 ч после перорального введения препарата «Аласенс» в дозе 15 мг/кг массы тела получают трехканальное RGB флуоресцентное изображение зоны интереса. Оценивают долю участия красного канала в изображении опухоли. Оценивают значение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518350
Дата охранного документа: 10.06.2014
Показаны записи 1-10 из 35.
20.03.2014
№216.012.acf3

Способ измерения температуры

Изобретение относиться к термометрии и может быть использовано при измерении быстроменяющихся температур с централизованной обработкой информации на микропроцессорной технике. В предлагаемом способе измерения температуры путем подачи импульса положительной полярности на вход электрической цепи,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509990
Дата охранного документа: 20.03.2014
27.03.2014
№216.012.aee9

Цифровой термометр

Изобретение относится к термометрии и предназначено для работы с термопреобразователями с частотным выходным сигналом. Заявлен цифровой термометр, содержащий термопреобразователь с частотным выходом, генератор прямоугольных импульсов, реверсивный счетчик с прямыми динамическими входами,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510492
Дата охранного документа: 27.03.2014
20.06.2014
№216.012.d349

Цифровой термометр

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для работы с термопреобразователями с импульсным выходным сигналом. Цифровой термометр содержит термопреобразователь с импульсным выходом, генератор прямоугольных импульсов, реверсивный счетчик с прямыми динамическими...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519860
Дата охранного документа: 20.06.2014
10.09.2014
№216.012.f363

Газоанализатор

Изобретение относится к области метрологии и может быть использовано для определения концентрации газообразных веществ. Газоанализатор содержит излучающий диод, выполненный из двух p-n переходов, размещенных в едином корпусе и приемник излучения, расположенные в кювете, разделенной прозрачной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528129
Дата охранного документа: 10.09.2014
27.11.2014
№216.013.0ba0

Частотно-импульсный измеритель скорости изменения температуры

Изобретение относится к области температурных измерений и может быть использовано для определения скорости изменения температуры среды. Частотно-импульсный измеритель скорости изменения температуры содержит дифференциальную термопару 1 из термопар 2 и 3 с различными постоянными времени,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534384
Дата охранного документа: 27.11.2014
27.11.2014
№216.013.0bc0

Устройство для измерения артериального давления в условиях двигательной активности человека

Изобретение относится к медицинской технике. Устройство для измерения артериального давления в условиях двигательной активности человека содержит измерительный датчик пульсовой волны под пневмоманжетой в месте прохождения плечевой артерии и компенсационный датчик пульсовой волны на диаметрально...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534416
Дата охранного документа: 27.11.2014
27.11.2014
№216.013.0bcb

Устройство для измерения разности температур

Изобретение относится к области температурных измерений и может быть использовано при наземных испытаниях элементов летательных аппаратов. Устройство для измерения разности температур содержит два встречно включенных термоприемника 1 и 2, находящихся при температурах t и t в контролируемой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534427
Дата охранного документа: 27.11.2014
27.03.2015
№216.013.360e

Устройство для измерения температуры

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для проведения температурных измерений. Устройство для измерения температуры содержит мост, собранный на резисторах R1, R2, R3, R4, питаемый от источника стабилизированного напряжения U (точки b, c). К измерительной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002545322
Дата охранного документа: 27.03.2015
10.06.2015
№216.013.537f

Способ диагностики патологии микроциркуляции сосудов нижних конечностей

Изобретение относится к медицине и предназначено для диагностики патологии микроциркуляции сосудов нижних конечностей. Производят съемку и определяют S - площадь стопы в видимом диапазоне длин волн. Определяют S - площадь термографической фигуры стоп. Исключают точки термограммы, выходящие за...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552896
Дата охранного документа: 10.06.2015
27.06.2015
№216.013.58e2

Устройство для измерения температуры

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к термометрии. Устройство содержит термопреобразователь 1, выход которого соединен с индикатором 2 температуры и через последовательно соединенные первый вход первого блока вычитания 3, усилитель 4, масштабирующий элемент 5,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554295
Дата охранного документа: 27.06.2015
+ добавить свой РИД