Устройство для измерения температуры

 

1.УСТРОЙСТВО ДПЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее термоэлек- . трический преобразователь, четырехплечий электрический мост с двумя идентичными термочувствительными резисторами с линейной зависимостью сопротивления от температуры, включенными В противоположные плечи моста , и двумя термонезависимыми резисторами , регистратор, включенный последовательйо с термоэлектрическим преобразователем в одну из диагоналей моста, и генератор постоянного тока, включенньй в другую диагональ, моста, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений путем уменьшения погрешности компенсации влияния изменения температуры холодного спая термоэлектри; чёского преобразователя, сопротивление одного из термонезависимых ре зисторов В п раз больше, а другого В п раз меньше сопротивления термочувствительных резисторов при температуре 0°С, при зтом величину п определяют из уравнения е, i ((Aiг + oltaHl+Ati + 0. h (il,V - температурный коэффициент где вЬ сопротивления термочувствительных резисторов; ty- значения температур холодно ного спая термоэлектрического преобразователя в преде-, лах диапазона ее измененияfС J. Ч ,и значения ЭДС термоэлектричес-1 кого преобразователя стандартной градуировки при темtj соответстпературах венно. 2.Устройство поп.1,отличающ е е с я тем, что, с целью упрощения подстройки моста под индивидуальную градуировочную характеристику термоэлектрического преобразователя, СО один из термонезависимых резисторов о NU выполнен, переменным, а генератор постоянного тока выполнен на операционном усилителе с источником опорного 00 напряжения, при выход усилителя подключен к одной из вершин второй i ;диагонали моста, а его инвертирующий ВХОД соединен с другой вершиной той же диагонали и через дополнительный переменный резистор с одной из шин источника опорного напряжения, вторая шина которого соединена с неиивер тирующим ВХОДОМ операционного усилителя .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (191 (11) BUD 6 01 К 7/12

ОГ1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСН0 СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЖ (21) 3559307/24-10 (22) 28.02.83 (46) 23.12..84.Вюл.У 47 (72) Е.И.Шморгун, В.А.Яцук, Н.А.Дорош и Н.И.Грибок (71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола .(53) 536;53(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

N9 800695, кл.G О! К 7/12, 1979.

2. Патент ПНР У 74431, кл.G 01 К 7/10, .опублик. 30.04.75 (прототип). (54)(57) 1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ТЕМПЕРАТУР!1, содержащее термоэлектрический преобразователь, четырехплечий электрический мост с двумя идентичными термочувствительными резисторами с линейной зависимостью сопротивления от температуры, включенными в противоположные плечи моста, и двумя термонезависимыми резисторами, регистратор, включенный последовательно с термоэлектрическим преобразователем в одну из диагоналей моста, и генератор постоянного тока, включенный в другую диагональ. моста, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности измерений путем уменьшения погрешности компенсации влияния изменения температуры холодного спая термоэлектри-,.

; ческого преобразователя, сопротивление одного из термонезависимых ре. зисторов в и раэ больше, а другого— в и раз меньше сопротивления термочувствительных резисторов при температуре 0 С, при этом величину и опрео деляют иэ уравнения (2 4 06 1 11 (1 Ы 2 1

1 (2+сй Д(1 ы1,1 и +2 ((() Р 2, 1 - Р

Е,, 2, где М вЂ” температурный коэффициент сопротивления термочувствительных резисторов; и и С вЂ” значения температур холодно2 ного спая термоэлектрического преобразователя в пределах диапазона ее изменения 0С . O

1,и 2- значения ЭДС термоэлектрического преобразователя стандартной градуировки при тем-, пературах t1è tZ соответственно.

Я

2.устройство по п.1,о т л и ч а ющ е е с. я тем, что, с целью упроще", ния подстройки моста под индивидуаль" ную градуировочную характеристику термоэлектрического преобразователя, один из термонезависимых резисторов выполнен, переменным, а генератор постоянного тока выполнен на операционном усилителе с источником опорного напряжения, при этом выход усилителя подключен к одной иэ вершин второй диагонали моста, а его инвертирующий вход соединен с другой вершиной той е же диагонали и через дополнительный переменный резистор с одной иэ шии источника опорного напряжения, вторая шина которого соединена с неинвертирующим входом операционного усилителя.

748 достигается тем, измерения темтермоэлектричесчетырехплечий двумя идентичными

1 11ЗО

Изобретение относится к приборо- строению, а именно.к устройствам для измерения температуры с помощью термоэлектрических преобразователей. с компенсацией влияния изменения температуры их холодного спая.

Известно устройство для измерения

I температуры„ содержащее термоэлектри. ческий преобразователь электрический мост с одним термочувствительным и 1О тремя термонезависимыми резисторами включенными в его четыре плеча, регистратор и источник постоянного напряжения jl) .

Недостатками этого устройства 1 являются невысокая точность компенсации влияния изменения температуры холодного спая термоэлектрического преобразователя и сложность подстройки под индивидуальную градуировочную 20 характеристику термоэлектрического преобразователя.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения температуры 25 содержащее термоэлектрический преобразователь четырехплечий электричесР кий мост с двумя идентичными термо. чувствительными резисторами с линейной зависимостью сопротивления от температуры, включенными в противоположные плечи моста, и двумя термонезависимыми резисторами,-регистратор, включенный последовательно с термоэлектрическим преобразователем в одну из диагоналей моста, и генератор постоянного тока, включенный в другую диагональ. моста f2) .

Недостатком известного устройства является малая точность компенсации влияния изменения температуры холодного спая термоэлектрических преобразователей с вогнутой градуировочной характеристикой, например ХКБ,ПП 8 и других, так как выходное напряжение такого моста является линейной функцией температуры.

Цель изобретения — повышение точности измерений температуры путем уменьшения погрешности компенсации

50 влияния изменения температуры холодного спая термоэлектрического преобразователя.

Поставленная цель что в устройстве для пературы, содержащеМ кий преобразователь, электрический мост с термочувствительными резисторами с линейной зависимостью сопротивления от температуры, включенными в противоположные плечи моста, и двумя тер-. монезависимыми резисторами, регистратор, включенный последовательно с термоэлектрическим преобразователем в одну из диагоналей моста, и генератор постоянного тока, включенный в другую диагональ моста, сопротивление одного из термонезависимых резисторов в и раз больше, а другого — в и раз меньше сопротивления термочувствйтель" ных резисторов при температуре О С, при этом величину п определяют из уравнения

1. где М вЂ” температурный коэффициент

I сопротивления термочувствительных резисторов;

Й1и t - значения температур холодного спая : термоэлектрического преобразователя в пределах диапазона ее изменения, С; д е и е значения ЗДС термоэлектрического преобразователя стандартной градуировки при температурах t< и t соответственно °

Для упрощения подстройки моста под индивидуальную градуировочную характеристику термоэлектрического преобразователя один из термонезависимых резисторов может быть выполнен переменным, а генератор постоянного тока — регулируемым на операционном усилителе с источником опорного напряжения, при этом, выход усилителя подключается к однойиз вершин второй диагонали мос,:та, а его инвертирующий вход соединяется с другой вершиной той же диагона ли и через дополнительный переменный резистор с одной из шин источника опорного напряжения, вторая шина которого соединяется с неинвертирующим входом операционного усилителя.

На чертеже приведена схема предложенного устройства.

Устройство содержит термоэлектрический преобразователь 1, четырехплечий электрический мост, образованный . термочувствительными. резисторами 2 и

3, изготовленными из материала с линейной зависимостью сопротивления от!!30748 том последнего сооотношение (4)може- но записать в ниде (1+oct) -!

° "о

При равенстве величины ЭДС термож- электрического преобразователя 1 и напряжения U< при двух разных значениях температуры холодного спая термоэлектрического преобразователя в середине и в конце диапазона ее изменения (%i и 1 ) получаем

3 температуры, например из меди, и включенными в два противоположных пл ча моста, и термонезависимыми резисторами 4 и 5 из материала с очень малым температурным коэффициентом сопротивления, например иэ манганина включенными в два других противополо ных плеча моста, регистратор 6, вклю ченный последовательно с термоэлектрическим преобразователем 1 в одну из диагоналей моста, генератор 7 постоянного тока, выполненный на операционном усилителе 8 с источником 9 опорного напряжения и переменным резистором 10 и включенный в другую диагональ моста.

Компенсирующее напряжение U,снимаемой с выходной диагонали моста и суммирующееся с ЭДС термоэлектрического преобразователя 1, зависит от величины тока генератора 7 и сопротивлений резисторов 2-5 t, (2 t l

2 Й gK,)< n+ —, о! 2 (2 2)

2 о о

ni — ï "г!

) =1 > оя +ц +р р

Й и Нg — сопротивления терМонезависимых резисторов

4и5.

Если термочувствительные резисторы 2 и 3 изготовлены из одного и того же материала с линейной зависимостью сопротивления от температу-.

35 ры t, то — R,- = о (1 + t) () где R — сойротивление резисторов о О

2 и 3 при температуре 0 С;

Ж вЂ” температурный коэффициент сопротивления.

С учетом выражения (3) уравнение (2) приводится к виду

Р, сй (н ы1д

=1.

8, (Q( то мост бао лансируется для данной температуры.

При этом R1 = nR R2 Rä /п.С учеg . (1t

Решив систему уравнений (6) и (7) относительно и и, можно определить требуемую величину тока Ло питания моста и номиналы термонезависимых резисторов 4 и 5. При этом величина и определяется из уравнения (1) а величина 3о,с учетом полученного ,значения и, находится из уравнения

Таким образом, в предложенном устройстве достигается точное равенство компенсирующего напряжения 0к и ЭДС термоэлектрического преобразователя при трех разных значениях температуры, что и позволяет практически полностью воспроизвести градуировочную характеристику термоэлектрического преобразователя в области изменения температуры,его холодного спая.

Необходимое изменение величины тока

3 легко осуществляется изменением сопротивления переменного резистора

10. Выполнение по крайней мере одного из термонезависимых резисторов 4 и 5 переменным позволяет корректировать погрешность от технологического разброса параметров элементов моста и самого термоэлектрического преобразователя 1.

Составитель В. Голубев

Техред А.Бабинец Корректор О,Луговая

Редактор С.Саенко

Заказ 9600/29 . Тираж 822 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

5 !!30748 6

Предлагаемое устройство техноло- компенсации вдияния изменения темпегично в изготовлении и по сравнению ратуры холодных спаев> термоэлектрис известным;..существенно повышает точ- ческих преобразователей в 20 раздля ность измерения температуры путем термоэлектрического преобразователя значительного уменьшения погрешности 5 градуировки ПП и в )О раз для ХА