Устройство для измерения температуры

 

Изобретение может быть использовано при построении точных устройств для преобразования температуры при четырехпроводной схеме подключения термопреобразователя сопротивления (ТС). Цель изобретения - повышение точности измерения. Выходное напряжение операционного усилителя 10 прямо пропорци-. онально изменению сопротивления ТС. С выхода операционного усилителя 10 напряжение поступает на первый вход блока 19 деления, на второй вход которого подается напряжение, компенсирующее влияние сопротивления ТС в начале диапазона измеряемых температур. На выходе блока 19 деления формируется сигнал, которьй зависит только от изменения сопротивления ТС и не зависит от величины измерительного тока. В результате этого устраняется : ej ность измерения. 1 ил. влияние с: изменения измерительного тока на-точ- (Л со 05 ю со ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСЙИХ

РЕСПУБЛИК, (19) (11) 62957 А1 (51) 4 G 01 К 7/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР— — -.

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ; -, 13

Н АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4085279/24-10 (22) 07.05.86 (46) 30. 12.87. Бюл. № 48 (71) Специальное конструкторское бюро биологического приборостроения

АН СССР (72) Б.Д.Хасцаев (53) 536.531(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 614340, кл. G 01 К 7/16, 1976.

Авторское свидетельство СССР

¹ 838416, кл. С 01 К 7/16, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение может быть использовано при построении точных устройств для преобразования температуры при четырехпроводной схеме подключения термопреобразователя сопротивления (ТС) .

Цель изобретения — повышение точности измерения. Выходное напряжение операционногб усилителя 10 прямо пропорционально изменению сопротивления ТС.

С выхода операционного усилителя 10 напряжение поступает на первый вход блока 19 деления, на второй вход которого подается напряжение, компенсирующее влияние сопротивления ТС в начале диапазона измеряемых температур.

На выходе блока 19 деления формируется сигнал, который зависит только от изменения сопротивления ТС и не зависит от величины измерительного тока. В результате этого устраняется влияние изменения измерительного тока на-точ, (O ность измерения. 1 ил.. 1362957—

Нт U„ ) (Ко где Ь падение напряжения на термопреобразователе сопротив- 40 ления; падение напряжения на токовом выводе 2, ток источника 6 тока, сопротивление термопреобра- 45 зователя сопротивления в начале диапазона измеряемых температур изменение сопротивления термопреобразователя сопротив- 50 ления в пределах диапазона измеряемых температур, сопротивление токового вывода 2.

Rî

Напряжения U также поступает на инвертирующий вход операционного усилителя 16 посредством потенциального вывода 5 и резистора 14. На выходе

Изобретение относится к электротермометрии и может быть использовано при построении точных устройств для преобразования температуры в случаях четырехпроводной схемы подключения термопреобразователя сопротивления.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

На чертеже представлена схема пред-1р лагаемого устройства.

Устройство содержит термометр 1 сопротивления, имеющий четыре вывода для связи: токовые выводы 2 и 3 и по- тенциальные выводы 4 и 5. Термометр 1 сопротивления посредством токовых выводов 2 и 3 подключен к измерительному источнику 6 тока через токоограничивающий резистор 7 и резистор 8 сравнения.

Устройство также содержит первый резистор 9, первый операционный усилитель 10 с отрицательной обратной связью, образованной резистором 11, первый 12, второй 13, третий 14 и чет-25 вертый 15 входные резисторы, второй операционный усилитель 16 с отрицательной обратной связью, образованной резистором 17, и резистором 18, включенным между неинвертирующим входом 30 и общей шиной, и блок 19 деления.

Устройство работает следующим образом.

На инвертирующий вход операционного усилителя 10 через входной резистор 13 поступает напряжение операционного усилителя 16 напряжение равно

Ц:с IR

Кос (2)

ВХ2 R л1 где Ко — сопротивление резистора 17;

К, — сопротивление резистора 14.

При (3)

Влиянием сопротивлений потенциальных выводов 4 и 5 термопреобраэователя сопротивления пренебрегаем, так как эти сопротивления значительно меньше входных сопротивлений операци-, онных усилителей 16 и 10 и через них протекают весьма ограниченные токи.

Напряжение U e, через входной резистор 15 поступает также на инвертирующий вход операционного усилителя 10 и суммируясь с напряжением Us

ВХ1 компенсирует падение напряжения на сопротивлении токового вывода 2. Так достигается эффект полного устранения влияния сопротивлений выводов термопреобразователя сопротивления, а также линии связи (при подключении термопреобразователя посредством линии связи) на точность. измерения.

Третьим сигналом операционного усилителя 10 является падение напряжения U< на резисторе 8, которое подается через входной резистор 12.

Оно компенсирует влияние сопротивления

R„ и определяет начало диапазона преобразования температур Вхэ IRñ (4) где R с — сопротивление резистора 8 сравнения.

Таким образом, напряжение U >,„, на выходе операционного усилителя 10 равно сумме трех сигналов

U ьх U вк U кз У = -R (— --+ — — + — — ) (5)

ВЫк1 оо К г ;1 где К2. Кз, КФ вЂ” сопротивления входных резисторов 12, 13 и 15;

R — сопротивление резисос тора 11.

При К т = К В = R = R, R = R с учетом выражений (1), (2), (3) из (5) получим

Кос

U = — — -I(R +дК +R -К

Вых 1 R 0 1т л

R oc I JR

-R) (6) о R ,Из (6) видно, что выходное напряжение операционного усилителя 10 прямо пропорционально лишь изменению со1362957

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения температуры, содержащее термометр сопротивления, первый токовый вывод которого через токоограничивающий резистор подключен к первому выводу источника

Составитель В.Куликов

Техред Л.Сердюкова

Корректор С.Черни

Редактор Ю.Середа

Заказ 6390/28

Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 противления термопреобразователя сопротивления, а значит измеряемой температуре.

При использовании медного термопреобразователя сопротивления выражение (6) примет следующий вид: — I-А R

Roc

ВьФ R о з (7) где А — постоянный коэффициент, измеряемая температура.

С выхода усилителя 10 напряжение

U z„ поступает на первый вход блока 19 деления, на второй вход которого подается напряжение Ue„ . При этом на выходе блока деления формируется сигнал

Б ьых1 Кос

U =К- — - — = — -- dR (à7 ьь<х2 U ),Р

Sxs С где К вЂ” коэффициент преобразования блока деления.

Напряжение П „1 зависит только от изменения сопротивления термопреобразователя и не зависит от величины измерительного тока I, в результате чего также устраняется влияние изменения измерительного тока на точность измерения. тока, второй вывод которого через резистор. сравнения подключен к общей шине, соединенной с вторым токовым

5 выводом термопреобразователя сопротивления, первый операционный усилитель с отрицательной обратной связью, неинвертирующий вход которого соединен через первьгй резистор с общей шиной, а инвертирующий вход через первый и второй входные резисторы соединен соответственно с вторым выводом источника тока .и первым потенциальным выводом термометра сопротивления, 1я второй потенциальный вывод которого соединен с первым выводом третьего входного резистора, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены блок деления, четвертый входной резистор и второй операционный усилитель с отрицательной обратной свя-. зью и резистором, включенным между неинвентирующим входом второго опера25 ционного усилителя и общей шиной, при этом инвертирунлщий вход второго операционного усилителя подключен к, второму выводу третьего входного ре- . зистора, а выход через четвертый

Зо входной резистор соединен с инвертирующим входом первого операционного усилителя, выход которого соединен с первым входом блока деления, второй вход которого соединен с вторым выво35 дом источника тока,