Устройство для измерения разности температур

 

Изобретение относится к температурным измерениям, а именно к устройствам для измерения разности температур с помощью термопреобразователей сопротивления , и может быть использовано в различных измерительных установках. Цель изобретения - упрощение устройства путем исключения из него усилителя с отрицательной обратной связью при одновременном повышении точности измерения. Устройство содержит источник 1 стабилизированного постоянного токадермопреобразователя 2 и 3 сопротивления, резисторы 4-6, операционный усилитель 7 и резистор 8. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) ((1) (5()5 G 01 К 3/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4848668/10 (22) 12.06.90 (46) 30.03.92. Бюл. hL 12 (71) Тернопольское конструкторское бюро опытных работ (72) В.П,Блинов (53) 536.53(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 263211, кл. G 01 К 7/18, 1962.

Авторское свидетельство СССР

N 1247676, кл, G 01 К 3/08, 1984; (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РА3НОСТИ ТЕМПЕРАТУР (57) Изобретение относится к температурным измерениям, а именно к устройствам для измерения разности температур с помощью термопреобразователей сопротивления, и может. быть использовано в различных измерительных установках. Цель изобретения — упрощение устройства путем исключения из него усилителя.с отрицательной обратной связью при одновременном повышении точности измерения. Устройство содержит источник 1 стабилизированного постоянного тока,термопреобразователя

2 и 3 сопротивления, резисторы 4-6, операционный усилитель 7 и резистор 8. 1 ил.

1723461

Изобретение относится к температурным измерениям, а именно к устройствам для измерения разности температур с помощью термопреобразователей сопротивления, и может быть использовано в различных измерительных установках, Известно устройство для измерения разности температур, содержащее мостовую схему, в смежные плечи которой включены термопреобразователи сопротивления, а в измерительную диагональ моста включен усилитель с отрицательной обратной связью. Для устранения нелинейности выходной характеристики мостовой схемы используется дополнительный термопреобразователь сопротивления, включенный либо параллельно питающей диагонали моста, либо в цепь обратной связи усилителя.

Однако данное устройство требует установки дополнительного датчика температуры, что усложняет схему измерения и ее настройку.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения разности температур, содержащее источник стабилизированного постоянного тока, два термопреобразователя сопротивления, соединенных последовательно, усилитель с отрицательной обратной связью, блок вычитания и резисторы.

Однако наличие в известном устройстве усилителя с отрицательной обратной связью вызывает дополнительную погрешность измерения, обусловленную изменением коэффициента усиления и дрейфом

"нуля" усилителя при изменении внешних условий, и усложняет его схему.

Цель изобретения — повышение точности результатов измерения разности температур при одновременном упрощении устройства и снижении его стоимости.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения разности температур, содержащее источник стабилизированного постоянного тока, подключенный первым выходом к первым выводам первого резистора и первого термопреобразователя сопротивления и соединенный вторым выходом с первыми выводами второго резистора и второго термопреобразователя сопротивления, подключенного вторым выводом к второму выводу первого термопреобразователя сопротивления и к первому выводу третьего резистора, и выходную шину, введены операционный усилитель, подключенный выходом к выходной шине, соединенный инвертирующим входом непосредственно с вторым выводом третьего резистора и подсоединенный неинвертирующим входом непосредственно к вторым выводам первого и второго резисторов, и четвертый резистор, включенный между выходом и инвертирую5 щим входом операционного усилителя, коэффициент передачи которого по инвертирующему входу в два раза больше его коэффициента передачи по неинвертирующему входу.

10 Сопоставительный анализ с известным устройством показывает, что предлагаемое устройство отличается меньшим количеством схемных элементов и соединением вторых выводов термопреобразователей

15 сопротивления с инвертирующим входом операционного усилителя непосредственно через резистор. Такое схемное решение устройства позволяет исключить дополнительную погрешность измерения разности

20 температур, т.е. повысить точность измерения, а также упростить устройство и снизить его стоимость.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства для измерения разности

25 температур.

Устройство содержит источник 1 стабилизированного постоянного тока, первый 2 и второй 3 термопреобразователи сопротивления, первый 4, второй 5 и третий 6

30 резисторы, операционный усилитель 7 и четвертый резистор 8.

Устройство для измерения разности температур работает следующим образом.

Суммарное напряжение с первого 2 и

35 второго 3 термопреобразователей сопротивления поступает через второй резистор

5 на неинвертирующий вход операционного усилителя 7, а напряжение с первого термопреобразователя 2 сопротивления через

40 третий резистор б поступает на инвертирующий вход операционного усилителя 7.

При выбранных значениях сопротивлений резисторов 4, 5, 6 и 8, равных соответственно:

45 R KR, R, R + K R R5= R; R6 2 8 и выполнении условия К2(1) + R3(t) « R, что обеспечивается выбором сопротивления R, коэффициенты передачи операционного

50 усилителя по К7 неинвертирующему и Ка инвертирующему входам определяются соотношениями:

К+= R4 /1+R8 К 1+2К -K 4+ R5 6 +

К7= 8 2 K

R6 R/2 где К вЂ” коэффициент усиления операционного усилителя с отрицательной обратной связью;

1723461

Формула изобретения

Устройство для измерения разности температур, содержащее источник стабилизированного постоянного тока, подключенный первым выходом к первым выводам

35

45

Составитель В. Блинов

Техред М.Моргентал Корректор И. Муска

Редактор M. Петрова

Заказ 1059 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Rz(t), Ra(t) — сопротивления термопреобразователей 2 и 3 сопротивления.

Напряжение на выходной шине определяется выражением

1И = 1(Ra(t)+Ra(t)) К71 -!Ra(t) Я=

=1(В2(х)+Из(т)) К-1 Яз(т)2 К=1 К(R2(t) Яз(т)) где 1 — ток источника стабилизированного постоянного тока.

Из последнего выражения видно, что выходной сигнал устройства связан линейной зависимостью с сопротивлением термопреобразователей и, соответственно, с разностью температур термопреобразователей.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить точность результата измерения разности температур при одновременном упрощении устройства и снижении его стоимости. первого резистора и первого термопреобразователя сопротивления и соединенный вторым выходом с первыми выводами второго резистора и второго термопреобразо5 вателя сопротивления, подключенного вторым выводом к второму выводу первого термопреобразователя сопротивления и к первому выводу третьего резистора. и выходную шину, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, 10 с целью повышения точности результатов измерения разности температур при одновременном упрощении устройства, в него введены операционный усилитель, подключенный выходом к выходной шине, соеди15 ненный инвертирующим входом непосредственно с вторым выводом третьего резистора и подсоединенный неинвертирующим входом непосредственно к вторым выводам первого и второго резисторов, и

20 четвертый резистор, включенный между выходом и инвертирующим входом операционного усилителя, коэффициент передачи которого по инвертирующему входу в два раза больше его коэффициента передачи по

25 . неинвертирующему входу.