Преобразователь температуры в напряжение

 

Изобретение относится к термометрии и позволяет упростить устройство. Выходной сигнал термопары 1 усиливается усилителем 2 и поступает на вход аналогового делительного устройства 3 и на вход масштабного преобразователя 5. Выходной сигнал масштабного преобразователя 5 суммируется с сигналом источника 7 опорного напряжения и поступает на второй вход аналогового делительного устройства 3. На входы дифференциального усилителя 4 поступают сигналы с выходов аналогового делительного устройства 3 и с выхода масштабного преобразователя 6, на выходе дифференциального усилителя 4 образуется сигнал, пропорциональный температуре. Выбором значений коэффициентов преобразования элементов преобразователя обеспечивается простота настройки и калибровки преобразователя. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 К 7/00

ГОСУДАР СТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

3 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4450965/24-10 (22) 04.07.88 (46) 07,10.90. Бюл. ¹ 37 (72) Н.И, Грибок, В.И. Зорий, В.М. Макух, С.Г. Романюк, С.А. Савенко и Ю.В. Сасин (53) 536.53 (088.8) (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ

В НАПРЯЖЕНИЕ (57) Изобретение относится к термометрии.

Выходной сигнал термопары 1 усиливается усилителем 2 и поступает на вход аналогового делительного устройства 3 и на вход масштабного преобразователя 5. Выходной

„„. Ж„„1597598 А1 сигнал масштабного . преобразователя 5 суммируется с сигналом источника 7 опорного напряжения и поступает на второй вход аналогового делительного устройства

3. На входы дифференциального усилителя

4поступаютсигналы с выходов аналогового делительного устройства 3 и с выхода масштабного преобразователя 6, на выходе дифференциального усилителя 4 образуется сигнал, пропорциональный температуре.

Выбором значений коэффициентов преобразования элементов преобразователя обеспечивается простота настройки и калибровки преобразователя. 1 ил, 1597598

Изобретение относится к термометрии и может найти применение при создании нормирующих измерительных преобразователей температуры в унифицированный сигнал напряжения постоянного тока.

Цель изобретения — упрощение преобразователя.

На чертеже представлена структурная схема предложенного преобразователя температуры в напряжение. . Преобразователь температуры в напряжение содержит термопару 1, усилитель 2, аналоговое делительное устройство 3, дифференциальный усилитель 4, первый 5 и второй 6 масштабные преобразователи, источник 7 опорного напряжения и сумматор 8. . Обозначим коэффициенты преобразования усилителя 2, аналогового делительного устройства 3, дифференциального усилителя 4, первого 5 и второго 6 масштабных преобразователей соответственно через К2, Кз, К4, К5 и Кв.

При этом выходное напряжение усилителя 2, подаваемое на один из входов аналогового делительного устройства 3 и вход масштабного преобразователя 5, выразится как

02 = K2Ex, (1) где Ex — выходная термоЭДС термопары, соответствующая преобразуемой термопаре Qx.

После преобразования этого напряжения масштабным преобразователем 5 на его выходе формируется напряжение U5, которое подается на первый вход сумматора 8 и равно

U5 = К502 = К2 K5 Ех (2)

На второй вход сумматора 8 подается выходное напряжение с выхода источника 7 опорного напряжения. Следовательно, на выходе сумматора 8 получается значение напряжения, равное

UH = Uo + U5 = Uo + K2 К5 Ех, (3)

Выходное напряжение 08 сумматора 8 поступает на второй вход аналогового делительного устройства 3, на первый вход которого подается напряжение U2 с выхода усилителя 2. Поэтому после осуществления операции деления на выходе аналогового делительного устройства 3 формируется напряжение Оз, значение которого равно

02 Кг Ех

Оз = K3 — =Кз . (4) Uo+ K2 К5. Е, Напряжение Оз поступает на инвертирующий вход дифференциального усилите20

55 ля 4. Поскольку -на инвертирующий вход дифференциального усилителя 4 подается выходное напряжение 05 масштабного преобразователя 6, то выходное напряжение

Овых дифференциального усилителя 4, являющееся выходным напряжением преобразователя, равно

Овых = (ОЗ вЂ” Uo) K4. (5)

Учитывая, что на вход масштабного преобразователя 6 поступает выходное напряжение Оо источника 7 опорного напряжения, значение напряжения 05 выражается как

Оо = К60о (6)

Подставляя (5) и (7) в уравнение (6), получают выражение для выходного напряжения предложенного преобразователя в виде

Овых = K4 КЗ

К2 Ех

KoUo) . (7)

Uo+K2 K5Ex

Выбором значений коэффициентов Кз и

К4 обеспечивается заданное значение нормированного уровня выходного напряжения Овых. Выбором значений коэффициентов Кг и Кз обеспечивается линейная зависимость U>b x от преобразуемой температуры Qx в диапазоне Qx MHH Qx макс, а значением коэффициента К5 обеспечивается необходимое значение напряжения смеЩениЯ (UcM = К5 Uo) ДлЯ УменьшениЯ аддитивной составляющей погрешности преобразования и для обеспечения нулевого уровня выходного напряжения (Овых=0) при QX MHH 0, а значит, и Ех MHH = Е(ОХ MVIH

0 С) О, т.е. в случае, если нормированный диапазон унифицированного сигнала на выходе преобразователя задается от 0 до

О Вых мякс

Формула изобретения

Преобразователь температуры в напряжение, содержащий последовательно соединенные термопару и усилитель, источник опорного напряжения, выходом подключенный к первому входу сумматора, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью упрощения преобразователя, в него введены аналоговое делительное устройство и дифференциальный усилитель, соединенный последовательно, первый масштабный преобразователь и второй масштабный преобразователь, входом подключенный к первому входу сумматора, а выходом — к инвертирующему входу дифференциального усилителя, при этом выход усилителя соединен с первым входом аналогового делительного устройства, вторым входом подключенного к выходу сумматора, и через первый масштабный преобразователь подсоединен к второму входу сумматора,