Устройство для компенсации температурной погрешности электрического измерительного преобразователя

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ПОГРЕШНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ , содержащее первый операционный усилитель, в цепь обратной связи которого по инвертирующему входу включен термозависимый элемент, второй операционный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к выходной цепи первого операционного усилителя , и третий операционный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к выходной цепи второго операционного усилителя, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона термокомпенсации, выходная цепь третьего операционного усилителя соединена с инвертирующими входами первого и второго операционных усилителей/ а его инвертирующий вход подключен к выходной цепи термокомпенсируемого преобразователя. СП ГчЭ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н двторСНЬм свидкткльстам

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3517224/18-21 (22) 22.11.82 .(46) 23.02.84 Бюл. М 7 (72) В.T. Клименко, Ю.A. Михайлов и В.В ° Бысов (53) 621.31?.7(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 515059, кл. С 01 Н 27/02, 1969.

2. Патент ФРГ 9 2652314, кл. G 01 R 19/32, 1979 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ

ТЕМПЕРАТУРНОЙ ПОГРЕШНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ, содержащее первый операционный усилитель, в цепь обратной связи которого по инвертирующему входу вклю"

„„SU„„1075172 А

3(59 G 01 R 11 185 G 01 R 19/32 чен термозависимый элемент, второй операционный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к выходной цепи первого операционного усилителя, и третий операционный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к выходной цепи второго операционного усилителя, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения диапазона термокомпенсации, выходная цепь третьего операционного усилителя соединена с инвертирующими входами первого и второго операционных усилителей, а его инвертирующий вход подключен к выходной цепи термокомпенсируемого преобразователя.

1075172

Изобретение относится к электроиэмерительной. технике и предназначено для использования при исследованиях электрическими средствами. физико-химических свойств веществ,. например, удельной электропроводности растворов.

Известно термокомпенсирующее-устРойство, содержащее последовательно включенные термочувствительный элемент, дифференциальный трансформа- 10 торный блок и измерительный усилитель с выходным трансформатором-, обмотка обратной связи которого через делитель напряжения соединена с цепью питания диФференциального трансформа- )5 торного блока fl) .

Недостаток устройства, осуществляющего преобразование нелинейно изменяющегося от температуры сопротивления в линейно изменяющееся напряжение, связан с низкой точностью термокомпенсации, обусловленной тем, что выходное напряжение термопоправки зависит в конечном счете только от температуры и не учитывает влияние других факторов.

Использующиеся в устройстве сигналы переменного тока. характеризуются фазовыми сдвигами, что также вызывает дополнительные погрешности термокомпенсации.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устрой ство для компенсаций температурной погрешности электрического измерительного преобразователя, содержащее, 35 первый-операционный усилителй, инвертирующий вхоц которого подключен .к выходной цепи термокомпенсируемого преобразователя, а в цепь обратной связи по входу включен термоэависи- 40 мый элемент, второй операционный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к выходным цепям термокомпенсируемого преобразователя и пеРвого опеРационного усилителя, и 45 третий операционный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к выходным цепям термокомпенсируемого преобразователя и второго операционного усилителя fZ) ..

Недостаток известного устройства проявляется в невозможности обеспечения термокомпенсации во всем диапазоне изменения температуры. Полная компенсация температурной погрешности достигается только при трех значениях температуры — градуировочной и двух симметричных относительно ее значениях. В промежуточных точках компенсация осуществляется с погрешностью, определяемой степенью минеа- 60 ризации температурных зависимостей сопротивления цепи обратной связи первого операционного усилителя и измеряемого параметра, Зависимость измеряемого параметра от температуРы 65 аппроксимируется полиномом второй степени, а если позволяет допустимая точность измерения — линейной зависимостью. Это напряжение, умноженное на коэффициент передачи, представляющий собой функцию температуры, поступает на выход первого операционного усилителя. Поэтому на выходе первого каскада получается напряжение, степень зависимости от температуры которого в лучшем случае увеличивается на порядок. Так, если входное напряжение интерполировалось линейной зависимостью, на выходе зависимость станет квадратичной, если она была квадратичной, станет кубической и т.д..

Таким образом, в известном устройстве невозможно получить напряжение термопоправки с той же функциональной зависимостью от температуры, что и сигнал измеряемого параметра.

Целью изобретения является расширение диапазона термокомпенсации.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для компенсации температурной погрешности электрического измерительного преобразователя, содержащем первый операционный усилитель, в цепь обратной связи которого по инвертирующему входу включен термозависимый элемент, второй операционный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к выходной цепи первого операционного усилителя, и третий операционный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к выходной цепи второго операционного усилителя, выходная цепь третьего операционного усилителя соединена с инвертирующими входами первого и второго операционных усилителей, а его инвертирующий вход подключен к выходной цепи термокомпенсируемого преобразователя.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предложенного устройства для компенсации температурной погрешности электрического измерительного преобразователя.

Устройство содержит первый операционный усилитель 1, в цепь обратной связи которого по инвертирующему входу включен тврмозависимый элемент (терморезистор) 2, второй операционный усилитель 3, инвертирующий вход которого подключен к выходной цепи операционного усилителя 1, и третий операционный усилитель 4, инвертирующий вход которого подключен к выходным цепям операционного усилителя 3 и термокомпенсируемого преобразователя (не показан) с сигнальным напряжением 0 э», а выходная цепь, включающая в себя делитель 5 напряжения, соединена с инвертирующими

1075172

Составитель Л, Морозов

Редактор Т. Кугрышева Техред A.Бабинец Корректор О. Билак

Заказ 492/38 Тираж 711 Попписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 входами операционных усилителей 1 и

3.

Устройство работает следующим образом.

Нетермокомпенсированный сигнал через резистор 15 подается на инвер- 5 тирующий вход операционного усилителя 4. Часть выходного сигнала опера- . ционного усилителя 4 с помощью делителя 5 напряжения через резистор 6 подводится к инвертирующему входу 10 операционного усилителя 1 с терморезистором 2 в цепи обратной связи.

Терморезистор 2 вносит функцию температуры в операционный- усилитель 1. Сигнал с выхода операционного усили- 5 теля 1 через резистор 10 поступает на инвертирующий вход операционного усилителя 3. На этот же вход через резистор 11 направляется сигнал с делителя 5 напряжения. В результате сложения двух сигналов на выходе операционного усилителя 3 формируется сигнал со значением, соответствующим величине термопоправки. Напряжение термопоправки принимает нулевое значение при принятом исходном значении градуировочной температуры. При отклонении температуры от градуировочного значения на выходе операционного усилителя 3 появляется ненулевой сигнал.

ПоскоЛьку на инвертирующий вход опе- о рационного усилителя 1 подается термокомпенсированный (независящий от температуры) сигнал с выхода операционного усилителя 4, а функция температуры вводится цепью обратной связи с терморезистором 2, на выходе операционного усилителя 1 образуется напряжение, функционально зависящее как и сигнал измеряемого параметра, от температуры (c тем же порядком). С выхода операционного усилителя 3 через резистор 14 напряжение термопоправки поступает на инвертирующий вход операционного усилителя 4. Одновременно на этот же вход направляется сигнал измеряемого параметра. В результате сложения этих сигналов на выходе операционного усилителя 4 и всего устройства в целом формируется выходное термокомпенсированное напряжение

Величина термопоправки может

Вь х регулироваться делителем 5 напряжения.

Таким образом, благодаря обеспечению одной и той же функциональной зависимости от температуры сигнала термопоправки и сигнала измеряемого параметра предлагаемое устройство позволяет осуществлять термокомпенсацию во всем диапазоне изменения температуры.