Устройство для дистанционного измерения температуры

 

Изобретение относится к термометрии, а именно к устройствам для измерения температуры с помощью термопреобразователей сопротивления, и позволяет повысить точность измерения за счет исключения погрешности измерения от температурного изменения сопротивления линии связи. Устройство содержит термопреобразователь сопротивления 1 и электрически связанные с ним двухпроводной линией связи 2 стабилизированный источник тока 3 и операционный усилитель 4, дополнительный стабилизированный источник тока 5 и подключенный к его входу делитель напряжения 6. Последовательно в цепь делителя напряжения 6 включен терморезистор 7, расположенный в одинаковых температурных условиях с большей частью линии связи 2. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиа. t

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

flPH ГКНТ СССР (21) 4345024/24-10 (22) 17 ° 12.87 (46) 15,08.89. Бюл. У 30 (71) Специальное проектно-конструкторское бюро "Проектнефтегазспецмонта" (72) В.P. Андрианов (53) 536.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1068737, кл. G Ol К 7/16, 1982.

Патент ПНР У 1219 18, кл. С 01 К 7/16, 30.11.83. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННО?О

ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к термометрии, а именно к устройствам дпя измерения температуры с помощью тер„„Я0„„1500861 А 1 (gg 4 G 01 К 7/16

2 мопреобраэователей сопротивления, и позволяет повысить точность измерения эа счет исключения погрешности измерения от температурного изменения сопротивления линии связи. Устройство содержит термопреобраэователь сопротивления 1 и электрически связанные с ним двухпроводной линией связи 2 стабилизированный источник тока 3 и операционный усилитель 4, дополнительный стабилизированный источник тока 5 и подключенный к его входу делитель напряжения 6. Последовательно в цепь делителя напряжения 6 включен терморезистор 7, расположенный в одинаковых температурных условиях с большей частью линии связи 2. 2 з.п,ф.,2 ил.

0861 4

В цепи, содержащей термопреобразователь 1, течет ток I, величина тс которого определяется параметрами источника тока 5. На первом входе операционного усилителя 4 присутствует напряжение U, величина котороЬХ

r o определяется соотношением

Uь„, =(К, +гл ) 1,с, (1) !

О где R — величина сопротивления терто мопреобразователя 1, з ависящая от измеряемой температуры;

r, — величина сопротивления про-. лс

i5 водов линии связи 2; Ко второму входу усилителя 4 приложено напряжение U „, определяемое

Ьх ю соотношением

Usxz -(К +К,) l (2) где X — величина тока йсточника 5;

R — величина сопротивления нижФ него плеча делителя напряжения б;

R — величина сопротивления терФ морезистора 7.

Напряжение на выходе усилителя 4

U определяется соотношением

Ьых

"ЬЫ„,W (Ьх Ьх )=К 1(Кт,"лс)

-(К, +К.,) ?,), " (3) где К вЂ” коэффициент усиления операционного усилителя 4, Это напряжение поступает на вход индикаторного прибора 9, где преобразуется в вид, удобный для восприя35 тия информации об измеряемой температуре.

Величины сопротивлений термопреоб-. разователя 1, линии связи 2 и терморезистора 7 зависят от температуры, 40 в которой находятся указанные элементы устройства, что можно выразить соотношениями

Ктсо (1+ К тс Тиэм)э,(4) глс =г лс о (1+ Ы лс Тлс ) s

45 Rт=Кто (1+ <т Тт) (6) где R, глсо Кт начальные со50

3 150

Изобретение относится к термометрии, а точнее к устройствам для дистанционного измерения температуры с помощью термопреобраэователей сопротивления (термометров сопротивления), соединяемых со вторичными приборами проводными линиями связи.

Цель изобретения — повышение точности измерений за счет устранения погрешности, вызываемой изменением сопротивления проводов линии связи при изменении температуры окружающей среды.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг, 2 — конструктивное выполнение узла совмещения терморезистора с линией связи, Устройствб содержит термопреобразователь сопротивления 1, соединенный через двухпроводную линию связи

2 с первым стабилизированным источником тока 3, операционный усилитель 4, второй (дополнительный) стабилизированный источник тока 5, делитель напряжения (переменный резистор) 6, терморезистор 7, находящийся в хорошем тепловом контакте с проводами линии связи 2 и включенный последовательно с переменным резистором б в цепь источника тока

5 с помощью вспомогательной двухпроводной линии связи 8 небольшой протяженности, и индикаторный прибор 9, например вольтметр, включенный на выходе усилителя 4.

Неинвертирующий вход операционного усилителя 4 соединен с положительным выводом источника тока 3, отрицательный вывод которого соединен с общей шиной устройства,с которой соединен и отрицательный вывод источника 5, Инвертирующий вход усилителя 4 соединен с движком переменно-. го резистора 6, Терморезистор 7 выполнен (фиг. 2), например, в виде обмотки, плотно охватывающей провода линии связи 2, которая может быть выполнена из двух отрезков кабеля 10 и ll, один из которых содержит две жилы, а другой— четыре, причем в последнем случае две из четырех жил продолжают жилы отрезка 10 кабеля, а две другие под.соединяют терморезистор 7 в цепь делителя напряжения б.

Устройство рабоч ает следующим образом. противления термопреобраэователя 1, линии связи 2 и терморезистора 7 при температуре, равной 0 С; — соответственно тс лс температурные коэффициенты сопротивления термопреобразо5

15008 вателя 1, линии связи 2 и терморезистора 7;

Т Т T соответствpHHo

5 измеряемая температура, температура проводов линии связи 2 и терморезистора 7, При легко выполнимых условиях, выражаемых соотношениями („+ „î) I„(+К ) I =0, ( ло г лсо Тло Ттс т 1 то Тт ф=O (8) 15 напряжение на выходе операционного усилителя 4 будет определяться следующим выражением:

11Выу 1 то тоо Ттс Тus (9)

Из (9) видно, что при постоянстве 20 конструктивных параметров К, Ы

R, I напряжение на выходе усилитоо ° ! теля 4 будет определяться только величиной измеряемой температуры, т.е. температурой термопреобразователя 1, 25 и не зависит от изменения сопротивления проводов линии связи 2, обусловленного изменением температуры окружающей их среды, Условие, выражаемое соотношением 30 (7), легко выполняется за счет выбора величин R u I, Соотношение (8) выполняется йри помещении терморезистора 7 в одинаковые температурные условия с линией связи 2 (при этом очевидно Т =T> ) за счет выбора

T величины сопротивления терморезистора .7 из соотношения:

<пс ?тС

"то = о, I q, "лоо (10) Формула изобретения

l. Устройство для дистанционного измерения температуры, содержащее термопреобразователь сопротивления и электрически соединенные с ним двухпроводной линией связи стабилизированный источник тока и одним из входов операционный усилитель, выход . которого подключен к узлу представления информации, о т л и ч а ю щ е —, 61 6 е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены термореэистор, размещенный в тепловом контакте с проводами линии связи, дополнительный стабилизированный источник тока и делитель напряжения, выход которого подключен к второму входу операционного усилителя, причем терморезистор включен после— довательно с делителем напряжения в цепь дополнительного источника тока, а сопротивление терморезистора и его температурный коэффициент сопротивления выбраны в соответствии с уравнением озолс Т тс

R =г лс где R и г — соответственно сопротивления терморезистора и проводов линии связи для одной и той же температуры; (, и, — соответственно темпет лc ратурные коэффициенты сопротивления терморезистора и проводов линии связи;

I u I — соответственно велитс чина тока в цепи первого и второго источников тока, 2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что термореэистор выполнен в виде обмотки из изолированного провода, плотно охватывающей часть линии связи, выполненной в виде кабеля.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что линия связи выполнена из двух отрезков кабеля, один из которых содержит две жилы, соединенные с термопреобразователем сопротивления, а другой— четыре жилы, две из которых соединены с жилами первого отрезка кабеля и выводами первого источника тока, а две другие - с выводами терморезистора, делителя напряжения и второго источника тока, 1500861 а.У

Составитель В. Голубев

Редактор И. Сегляник Техред М.Ходанич Корректор M. Самборская

Заказ 4854/35 Тираж 573 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101