Устройство для измерения температуры

 

Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить помехозащищеи ность устройства Подвижные контакты пе реключателей 9 и 10 переводятся в верхнее или в нижнее положение в зависимости от того по какой схеме - трех проводной или че ырехпрозодной включены терморреобразователи сопротивления. Измерения про аодят в два цикла. Выходное напояжениз дифференциального сумматора 11 поступает е блок 12 обработки информации, в котором производится выделение разностного сигнала. Результат измерений не зависит от напряжения синфазной помехи и дрейфа эквивалентного напряжения смещения дифференциального сумматора. 1 ил

союз советских

СОЦИДЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 6 01 К 7/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ l1 ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4489950/10 (22) 05.10.88 (46) 30.01.91. Бюл, М 4 (72) Ю.B.Парамзин (53) 536,531 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hk 1150495, кл, G 01 К 7/16, 1985.

Авторское свидетельство СССР

М 1154553, кл. G О1 К 7/16, 1985, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить помехоэащищенБЫ. » 1624279 А1 ность устройства. Подвижные контакты переключателей 9 и 10 переводятся в верхнее или в нижнее положение в зависимости от того по какой схеме — трехпроводной или че ырехпровадной включены термопреабразователи сопротивления. Измерения прпводят в два цикла. Выходное нан дифференциального сумматора 11 поступает в блок 12 обработки информации, в котором производится выделение разностного сигнала. Результат измерений не зависит от напряжения синфаэной помехи и дрейфа эквивалентного напряжг;ния смещения дифференциально о сумматора. 1 ил

1624279 (5) (9) Изобретение относится к температурным измерениям и может быть использовано при создании измерительных приборов, работающих в комплекте с термопреобразователями сопротивления, включенными как по трех-, так и по четырехпроводной схеме, Цель изобретения — повышение помехоэащищенности устройства в условиях высокого уровня синфазных помех.

На чертеже изображена структурная схема устройства для измерения температуры.

Устройство для измерения температуры содержит термопреобразователь 1 сопротивления, первый и второй токовые соединительные провода 2 и 3 соответственно, первый и второй потенциальные соединительные провода 4 и 5.соответственно, первый образцовый резистор 6,третий, первый и второй переключатели 7-9 соответственно, источник 10 тока, дифференциальный сумматор 11, блок 12 обработки информации, блок 13 управления, пятый, первый, второй, третий, четвертый операционные усилители 14-18 соответственно, образцовые резисторы 19-21, первый, второй, третий, четвертый, пятый входы 22-26 дифференциального сумматора соответственно, выход 27 дифференциального сумматора.

Устройство работает следующим образом.

На пятом операционном усилителе 4 с изолированным источником питания собран повторитель напряжения, служащий для поддержания на пятом входе 26 дифференциального сумматора 11 напряжения синфаэной помехи, снимаемого с подвижного контакта второго переключателя 9, При работе с термопреобраэователями сопротивления, имеющими трехпроводную линию связи, первый потенциальный провод 4 отсутствует, а переключатели 8 и 9 переводятся в верхнее по схеме положение, Относительно общей точки устройства на первый выход дифференциального сумматора поступает напряжение

01 = 1р(т + г1) + Ucn, на третий и пятый входы

0э= 05= 0сп, (2) на второй вход

02 = 1р(1 о + г2) + 0сп, (3) где Ip — ток в измерительной цепи, В и Ro — соответственно сопротивления термопреобраэователя 1 сопротивления и первого образцового резистора 6;

r1 и г2 — соответственно сопротивления первого 2 и второго 3 токовых проводов;

0сп — напряжение синфаэной помехи, приложенное между общей точкой устройства и выводами термопреобраэователя 1 сопротивления.

При работе с термопреобразователями сопротивления, включенными по четырехпроводной схеме, подвижные контакты переключателей 8 и 9 переводятся в нижнее по схеме положение. Относительно общей точки на первый вход сумматора подается напряжение

01 = рот + 0сп, (4) на третий вход

U3 Uсп, на второй вход

02 = lp(Ro + г2) + 0сп. (6) на пятый вход

05 = 0сп - I pl 2, (7)

Дифференциальный сумматор собран на операционных усилителях с iальванически развязанными цепями питания. Первый

15 и второй 16 операционные усилители представляют собой преобразователи напряжение — ток, третий операционный усилитель 17 — повторитель напряжения, четвертый усилитель 18 — преобразователь ток — напряжение. Coll ðî гивления резисторов 20 и 21 равны между собой. Выходное. напряжение дифференциального суглматора определяется выражением

0вых = (01 U3+ U2 05)К+ Л (8)

R1 где К = — — — коэффициент усиления диф 2 ферен циального сумматора;

R1и R2 — соответс1венно сопротивления резисторов 19 и 20;

Л вЂ” приведенная к выходу дифференциального сумматора погрешность, обусловленная дрейфом эквивалентного напряжения смещения диффенциального сумматора, наличием термо-ЭДС на переходных контактах линии связи и входными токами дифференциального сумматора, протекающими через измерительную цепь.

При трехпроводном включении на выходе дифференциального сумматора будет напряжение

0вых.з = Klp(Rt Ro+г1 г2) + Л при четырехпроводном включении

0вых.4 = Klp(RT Ro) + (10)

Измерение производят в два цикла.

В первом цикле через термопреобразователь протекает ток Ip в прямом направлении и на выходе сумматора формируется напряжение, определяемое из выражений (9) и (10), При изменении направления протекания рабочего тока на выходе дифференциального сумматора получают напряжение

0вых.з = -Klp(R;-г1о+г1-"2) + Л (11)

1>ных <1 — 1р(с)< 1(><>/ с (11>1

Выходное на()ря)л :.11(Ди 1>I, лального сумматора пост>07 В бл"; 1" ob

Ра50ТКИ t",>tфОPМа Цi «1., В t, :i >TОPОМ П PО! iо ° 0>ДИ> выделение рa >Ilo!. ного сигнала !

О/д= t. >, 3-1> „.л,х 3 = 21. (р(й.-.-("> Г)-I",>, (1;>1

1

L1 Ь((-(н»>х.ч Lf ных 4 =- 2K:(I.(«<-(<<>). (> 1/ (1ри рзбоге с термопреобразоаэтоле(и

СОПрОТИВЛ>.НИЯ, ВКЛК)Ч< . с„- Л По 7;, хПрО

ВОГл>НОЙ СХ>)11(i НвобХОД :I>ЛО ОбС16> c! "iТЬ 1 a 10 агенство coll()o> >еле!1>1й Tokoat.lx . > Овода! к) = г<.

Из Выра)<ений (13) и (14/ Вл>дно, <нi) >.,с.— зультат измер(".",7 не зав!>с.>т - ifa>1()><;с

Н И я С И it ф а 3, (> и П С М Е (И, О Д р P. Й <1> с 1 гл

3 к в и в а л с н т н с> г О:: а и р я ж е н и я C > B Ltt B II > t ь,(;i ч Гуллмато .. (.ò:I,> ", 11::

Г1дРдЗит.->ых I BPM(i,-Э/i,С Ha llBPEK>)/PH,,I„ I,! »

ТаКТах линии сэязи. 3то lio "i 0)IЯГ-Г ()0<. дить измерс>.N. с Высокой > очнос(ьн> фоне промь>(влечнь!х flO÷å:;, обеспе> .1>авысокук) степень их !)од;елен "я как дл > т!.>рехпрово/1><с!.1, 1aK и,дл, (р;хпр,)В )<,с> . схем вклг);сния т(омогреобра:!Враг<1<"

I>ОО ИВЛЕ>I>ИЯ. с с

Фо()му а нзобр(:7 он!

УС(РПЙСТВО /(ЛЯ ИЗ>->С: с,! ИЯ f(! >ПЕ>)- )

j>6t, сОдержа>цг)сс термопре бразователь .;<>- лп

ПРО ГИВЛЕ.:ИЯ, СОЕД Pi!ÈÛ>! П(,. .! потенциальиым Выводо"л (IB(:, ым ч(. I7 д

ВИЖНЫМ КОН ТВК) ОМ Г<ЕР60,-0 Г>Г ()(КГ>!<)с;,"),-Л первым г)ко(ым В>ь Вод(>лл -с Вторым >>е(1 "r

Вижным контак >Гпм (!г. >>(ОГО Г>ерс« л>О :: ".<,!Г

ПОДВИЖ>>Ы< .")КТ КОТО;>ОГО ПОДКЛ! > - Н К первому вхог(у ди 1>ференциального yt", (>Ысл

» Bi

", ° !" », = i< g< .Г> (- с Г > с 1 с с>"! 1р,п>лс:!)3Gt)PCr >>Ис>Л> <Л )TKПЫТИB Ë ".ПРИ (((-, (< ((P (>а><>; .КВВ слаб„Л /:.(. О )i 3 >О, >СТГ г НО ". ?", ° 70."> ;КИЙ t AI» . И>>- 2 t >16:>т, . ) Л<> < ()/,, >с 1.>t a; >Лна, !,. 1> с„)С q,;>лт(ЛЬ НЛ 51 ((Iäaêò0() «4 1;а:-";. Д:, :-о.. .Д Г(. (op!BI

> с > К с: > i )» 1Р

Ей(41. Г(4 Госуда()ст: нн . КГ)ллите;а Го и

71", <, r,lg<,KB> Ж-35

Т(Г> 1, Г>Е(1(2»>И Ос>>)зз!1С!Г>! f 1 Пс)З<1С i 0!>, .ДИНР>Э> Ь! » 1>с 111 1 <М I) 4, 1/(О(! < Ь,;) f) <> ) »> с> вы <одом .:()ллог!рес")разо>!Втел Г;:>рот гле.>:.>: .1 пер(!..:л 1-. Оод-,:: ifылл I) пере,л>(),а .. я, ;.-Ооl непо/.6 и -1 1 i О.л >акт )Ti> "i >! >э >i >/If,<»3!TOpf..:

П(Г..С>НЦ>ла<>I-:О:.1У (Л К О,-." -r(.P;4OIIÐÅC )Рaai;—

lid, = !я сог:(оти„л(!ия i, ) ) .тьему D. ;оду !.",-ффЕРЕН .!,!.3М; ."». <>, PP.: сй ПЕ1 ЗК>2>ОЧате 1::.,:!II;;(»ИС, ВХ >Д KOÒO>.ОГП (, С Г(!>Ь>Е f C Г>ЫХС)< .-,М:- с рс ЙС->Ва уГ(<),- 1Р

>1. !. а е. о Вх(>ды с:Г.;;iå:,> -.о()тьет".тье:.Но г. i....! >Л 1 ВТОР!.;>; i. n«, » И СТО > >!л><а тС .В:,,(7;2 И Л .>ХГ>„. Г(),-<Г.С,Э Г „:С-К,»4 ..ЕЛЯ

О ЛИНГ Н (, Г>С, Пi. <«i Т<.К:1>ЬIМ ВЫВОДОМ с > p .;i*, 6á(!ВЗС>с!.>T>>IЕНия >: ОТГ>,;..м >епс)дсижны . он- at< о>м персv C

;-Г>!О»а;(=)ОИ >, .-,,;ГЛ «,,;;B/;i>i <, ; (-, I >:>;.;Д(.<Л <1 ) >ГГ1 (7(» /В 3Ц(>601 с ) ()(.> .! .>! .-" и В ((>ым схс>д)олл /;"<(> (<>е!>циа." :! . Ь>мл 1(1::а, НPТ C «1 >f ЦИВЛ

° >1Г<: ": «aT<>, а ((><.. < И>л>5t; > P. I i ИМ >>Г . О Й (.. т В,,::. ) K ":-: р а б,) T K i, „,;>л, (,н г > Й ВХC/», .OTOI >Ori> ГОДКЛК)ЧЕ>1 ..""с>: Д . В>И<(>«J:.=, !ЕН1>иа/1>-ЧО 0 C,," Мато П()ОЙ x< j К АОК>Т уГI IBВЛ>ЕI >,>7 0 1<

Л,::.;! >Н> (ц Е,: . n 7 (М,, с О i: >,; Ь >О ri O В! ЬВ Е>-1!. !. :.ХО -:с>>с! И>1)ЕН НОСТИ - ><<>.ËO>6ÈB, В> Г

КО,О )>) В>2Я СИ «ф;-:-. I,, (I ЛЕ В !!Е (В..Е/ Н

Р<" =,(>àl (>";- .ныЙ усиГ т .< ь с и)олированнь>л

И С T O" > I и К 0 М П И Т," .. И: i I! С И Н (2 (P TV! (> y IO I 4 I>! " ! хс /(:<<О ГООГ 0 СРСД! ><;Н СО ОЕД>>ЕЙ 1,> - КОЙ

И" <Н,",Оеан.::ОГО ИСтоя „1,с <;Итания И ПЯТЫМ (лс/,(7<я диффорсt»>., t .< . О .уЛ МатОра, I H

I " с П 1>,, ) >С> !Jj! Й> Г X 0/, (1 П,", !< с н» < Н К П О/: 6 И Ж Н О<1" ;ВKT / BTOL))ГО с О,Х ;,>:1 ВТ ЛЯ, ii ВЫХОД с!)(>Динс и Г ОбЩилл ГI о 160 >, "" y стоойства,