Импульсный термошумовой термометр

 

ИМПУЛЬСНЫЙ ТЕРМОШУМОВОЙ ТЕРМОМЕТР, содержащий термошумоврй датчик, подключенный к входу усилителя , выход которого соединен с входом первого формирователя им пульсов, счетчик, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения темпера .туры, в него введены второй усилитель , второй формирователь импульсов , схема И, разностная схема и ключ, входы которого соединены с выходами разностной схемы и схемы И, а выход подключен к счетчику, при этомвыход термошумового датчика через второй усилитель подключен к входу второго, формирователя импульсов , выход которого соединен с пер (Л выми входами разностной схемы и схемы И, вторые входы которых подключены к выходу первого формирователя импульсов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(59

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3511942/18-10 (22) 18.11 82 (46) 07.03.84. Бюл. Р 9 (72) A.Ã.×åðåâêî, H.È.Håëêèí и В.Д.Чирков (71) Новосибирский электротехнический институт связи им;Н.Д.Псурцева (53) 536. 53 (088. 8) (56) 1. Саватеев A.Â. Компенсационный импульсный шумовой термометр. — Измерительная техника, 1962, Р 2, с.41-46.

2. Авторское свидетельство СССР . 9 530201, кл. G 01 К 7/30, 1973.

3. Бродский A.Ä., Саватеев А.В.

Новый метод абсолютного измерения температуры. — . Измерительная техника, 1960, В 2, с.21-25 (прототип).

„„SU„„1078261 А (54) (57) ИМПУЛЬСНЫЙ ТЕРМОШУМОВОЙ

ТЕРМОМЕТР, содержащий термошумовой датчик, подключенный к входу усилителя, выход которого соединен с входом первого формирователя им= пульсов, счетчик, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерения темпера. туры, в него введены второй усили тель, второй формирователь импульсов, схема И, разностная схема и ключ, входы которого соединены с выходами разностной схемы и схемы И, а выход подключен к счетчику, при этом выход термошумового датчика через второй усилитель подключен к входу второго. формирователя импуль- 9 сов, выход которого соединен с первыми входами разностной схемы и схемы И, вторые входы которых подключены к выходу первого формирователя импульсов.

107S26l

В-третьих, импульсы одновременные, но отличные по амплитуде (например, совпавшие по времени импульсы шума прибора). На выходе разностной схемы напряжение отлично от нуля и счетчик отключается, следовательно импульс зарегистриро ван не будет.

Изобретение относится к термометрии, в частности к термометрам, действие которых основано на измерении шумов теплового возбуждения резисторов и проводников, и может быть использовано при измерении низких и сверхнизких температур веществ, в том числе веществ, являющихся датчиками.

Известен импульсный термошумовой термометр, содержащий термошумовой измерительный и эталонный датчики, избирательный усилитель, схему формирования импульсов и счетчик импульсов (1 °

Однако в этом термометре к вхо- 15 ду усилителя попеременно подключаются измерительный и эталонный датчики, а измеряемая температура определяется по отношению чисел зарегистрированных импульсов. Ре- 20 эультат измерения зависит от параметров входных цепей при подключении измерительного и эталонного датчиков. Отличие этих параметров ведет к снижению точности измерения. 25

Известен также импульсный термошумовой термометр, в котором в качестве термочувствительного элемента использован смещенный в обратную сторону полупроводниковый генератор шума, а в качестве ампли-. тудного дискриминатора — импульсный диод, ограничительный и установочный резисторы и диодный оптрон (2 j. термометров являет 35 ся то, что суммирование числа импульсов датчика и импульсов шума аппаратуры производится с одинаковыми весовыми коэффициентами, что 0rраничивает предел измеряемых низких температур и точность термометров °

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является импульсный шумовой термометр, содержащий термошумовой датчик, подклю- 45 ченный к входу усилителя, выход которого соединен с входом первого формирователя .импульсов, и счетчик. Принцип работы термометра заключается в подсчете числа импуль- 50 сов напряжения, генерирующих термошумовым датчиком, превышающих за" данное пороговое напряжение ГЗ ).

Ь

Недостатком известного термо. метра является то, что его точность и минимальная измеряемая температура 8п, „ ограничиваются собственными шумами усилителя и формирова-теля импульсов °

Цель изобретения - повышение точ- 60 ности измерения температуры, а так- же расширение диапазона измеряемых температур.

Поставленная цель достигается тем, что в импульсный термошумовой 65 термометр, содержащий термошумовой датчик, подключенный к входу усилителя, выход которого соединен с входом первого формирователя импульсов, счетчик, введены второй усилитель, второй формирователь импульсов, схема И, разностная схема и ключ, входы которого соединены с выходами разностной схемы и схемы И, а выход подключен к счетчику, при этом выход термошумового датчика через второй усилитель подключен к входу второго формирователя импульсов, выход которого соединен с первыми входами разностной схемы и схемы И, вторые входы которых подключены к выходу первого формирователя импульсов.

На чертеже приведена функциональная схема термошумового термометра.

Термометр содержит термошумовой резйсторный датчик 1, два избирательных усилителя 2.1 и 2.2, две схемы 3.1 и 3.2 формирования импульсов, схему И 4; разностную схему 5, ключ 6 и счетчик 7 импульсов.

Термометр работает следующим образом.

Шумовое напряжение с термошумового датчика 1 усиливается усилителями 2.1 и 2.2 и с выходов усилителей подается на схемы 3.1 и 3 ° 2 формирования импульсов соответственно. С выходов схем 3.1 и 3.2 формирования импульсов усиленные импульсы шума датчика и шума аппаратуры поступают на входы схемы

И 4, пороговое напряжение которой служит напряжением дискриминации, и на входы разностной схемы 5. Импульсы с выхода схем 4 и 5 управляют работой ключа 6.Шумовые импульсы регистрируются счетчиком 7.

При этом возможны три случая °

Во-первых, импульсы с выхода усилительных каналов идентичны (таковыми являются импульсы шума датчика). На выходе разностной схемы напряжение равно нулю и счетчик регистрирует импульс.

Во-вторых, импульсы на выходе усилительных .каналов не одновременные (таковыми являются импульсы шума аппаратуры). На выходе схемы И напря жение равно нулю и счетчик не регистрирует импульс.

1078261

Составитель В.Куликов

Редактор О.Юрковецкая Техред М,Кузьма Корректор Л.Пилипенко

Заказ 934/34 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Второй и третий случаи исключают регистрацию импульсов шумов аппа-. ратуры. Поскольку вероятность совпадения по времени импульсов двух некорректированных случайных процессов мала, то третий случай вносит малую поправку. Поэтому грубые изменения можно проводить при отключенной раэностной схеме.

Изобретение позволяет уменьшить влияние собственных шумов элементов термометра на результат измерения.

Как показывают расчеты и эксперименты, точность измерения температуры повышается не менее чем 72 раэ, а минимально регистрируемая температура уменьшается примерно в два .оаза.