Устройство для измерения температуры



Устройство для измерения температуры

 


Владельцы патента RU 2486482:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "ТГТУ") (RU)

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения физических величин с первичными резисторными датчиками. Устройство содержит термометр сопротивления RT, включенный в мостовую схему 1. Диагональ питания моста через балластное сопротивление 2 подключена к обмотке 3 трансформатора 4, а измерительная диагональ через последовательно соединенные встречно включенные обмотки 5 и 6 трансформатора 4 связана с входом усилителя 7 переменного тока, выход которого через последовательно соединенный выпрямитель 8 соединен с выходом устройства 9 и с пластинами 10 и 11 конденсатора с диэлектриком 12. При этом пластина 11 конденсатора связана с плунжером 13 трансформатора 4, что позволило исключить механическое трение в узлах цепи обратной связи устройства для измерения температуры и, соответственно, повысить надежность его работы. Техническим результатом заявляемого устройства является повышение надежности его работы. 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения физических величин с первичными резисторными датчиками, в частности для измерения температуры с использованием терморезисторов.

Известны устройства для измерения температуры, содержащие измерительный мост с термодатчиком, усилитель, включенный входом в измерительную диагональ моста, а выходом через реверсивный двигатель связанный с ползунком реохорда, включенного в измерительный мост (Кулаков М.В. Технологические измерения и приборы для химических производств. М.: Машиностроение, 1974. 462 с., - с.80-81).

Недостатком таких устройств является сравнительно низкая надежность и устойчивость работы ввиду наличия реохорда с подвижным контактом.

Наиболее близким к предлагаемому устройству для измерения температуры является прибор для измерения температуры, принятый за прототип (авт. свид. СССР №158113, МПК G01K 7/00, опубликовано 1963, бюл. №20), содержащий измерительный мост, фазочувствительный усилитель, исполнительный двигатель, бесконтактный компенсирующий элемент, выполненный в виде дифференциального трансформатора с перемещающимся сердечником, дифференциальная обмотка которого включена на вход электронного усилителя последовательно с диагональю измерительного моста, вторая обмотка включена в другую диагональ моста, а третья - возбуждающая - в сеть переменного тока.

Недостатком этого прибора является также сравнительно низкая надежность работы ввиду использования реверсивного двигателя, связанного через эксцентрик с перемещающимся сердечником (плунжером), то есть наличие электромеханических преобразователей в цепи отрицательной обратной связи прибора.

Техническим результатом заявляемого устройства является повышение надежности его работы.

Технический результат достигается тем, что в устройство для измерения температуры, содержащее измерительный мост с термочувствительным элементом, электронный усилитель, бесконтактный компенсирующий элемент в виде дифференциального трансформатора с перемещающимся сердечником (плунжером), дифференциальная обмотка которого соединена с входом электронного усилителя последовательно с диагональю измерительного моста, вторая обмотка включена через балластный резистор к диагонали питания моста, а третья - возбуждающая - с сетью переменного тока, дополнительно введены выпрямитель постоянного тока и две пластины конденсатора, одна из которых является жесткой, а вторая - упругой, разделенные диэлектриком, при этом вход выпрямителя связан с выходом усилителя, а выход - с выходом устройства и пластинами конденсатора, упругая пластина которого соединена с плунжером дифференциального трансформатора.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Термометр сопротивления RT включен в мостовую схему 1, диагональ питания которой через балластное сопротивление 2 подключена к обмотке 3 трансформатора 4, а измерительная диагональ через последовательно соединенные встречно включенные обмотки 5 и 6 трансформатора 2 связана с входом усилителя 7 переменного тока, выход которого через последовательно соединенный выпрямитель 8 соединен с выходом устройства 9 и с пластинами 10 и 11 конденсатора с диэлектриком 12, при этом пластина 11 конденсатора связана с плунжером 13 трансформатора 4.

Устройство работает следующим образом.

При минимальной измеряемой температуре мост 1 сбалансирован, разбаланс моста отсутствует, и плунжер 13 находится в верхней точке своего положения. При росте температуры изменяется сопротивление терморезистора RT, появляется в измерительной диагонали разбаланс моста, который через последовательно встречно включенные обмотки 5 и 6 подается на вход усилителя 7. Выходной сигнал усилителя 7 преобразуется выпрямителем 8 в пропорциональное напряжение постоянного тока, которое подается на выход 9 устройства и на пластины 10 и 11 конденсатора. Пластина 11 является упругой и под воздействием сил электростатического притяжения своим центром перемещается вниз, вызывая смещение плунжера 13, что соответственно вызывает появление разностной ЭДС в дифференциально включенных обмотках 5 и 6 трансформатора 4, которая компенсирует разбаланс моста 1.

В установившемся состоянии напряжение Uвыx на выходе 8 устройства однозначно характеризует измеряемую температуру, а энергия заряженного конденсатора

W = CU вых 2 2 ,

где С - емкость конденсатора;

равна энергии упругой мембраны (обкладки 11) конденсатора.

Предлагаемое устройство характеризуется повышенной точностью и надежностью работы по сравнению с прототипом ввиду отсутствия узлов с механическим трением деталей. Статическая погрешность предлагаемого устройства (в данном случае следящей системы автоматического управления) обратно пропорциональна коэффициенту усиления следящей системы.

Устройство для измерения температуры, содержащее измерительный мост с термочувствительным элементом, электронный усилитель, бесконтактный компенсирующий элемент в виде дифференциального трансформатора с перемещающимся сердечником (плунжером), дифференциальная обмотка которого соединена с входом электронного усилителя последовательно с диагональю измерительного моста, вторая обмотка включена через балластный резистор к диагонали питания моста, а третья - возбуждающая - с сетью переменного тока, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено выпрямителем постоянного тока и двумя пластинами конденсатора, одна из которых является жесткой, а вторая - упругой, разделенными диэлектриком, причем вход выпрямителя связан с выходом усилителя, а выход - с выходом устройства и пластинами конденсатора, упругая пластина которого соединена с плунжером дифференциального трансформатора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин и может найти применение для определения тепловых свойств пластов горных пород, окружающих как бурящиеся, так и обсаженные колонной скважины, а также для определения технического состояния эксплуатирующихся скважин и режимов работы их оборудования.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах температурного контроля газотурбинных двигателей летательных аппаратов, электрооборудования электростанций и т.д.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в системах температурного контроля газотурбинных двигателей летательных аппаратов, электрооборудования электростанций и т.д.

Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить точность измерения разности температур Ток от источника 4 тока протекает через последовательно соединенные термопреобразователи 1 и 2 сопротивления .

Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить точность измерения температуры. .

Изобретение относится к температурному контролю, может использоваться для дистанционного допускового контроля и позволяет повысить надежность, а также экономичность устройства.

Изобретение относится к температурным измерениям и позволяет повысить точность измерения путем уменьшения погрешности, вызванной смещением нуля усилителя. .

Изобретение относится к системам управления и контроля производственных процессов и может быть использовано для измерения температуры технологической текучей среды. Устройство (12) для измерения температуры технологической текучей среды включает в себя основанный на сопротивлении датчик 32 температуры (RTD), сконфигурированный с возможностью термического соединения с технологической текучей средой. Первое и второе электрические соединения сконфигурированы с возможностью проводить ток через RTD (32). Измерительная схема (36) сконфигурирована с возможностью измерения напряжения на RTD и идентификации соединения с ухудшенной характеристикой с RTD и оперативного измерения температуры технологической текучей среды с использованием электрических соединений. Технический результат - повышение точности получаемых данных. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения температуры контактными резисторными датчиками в окружающей среде и в технологических процессах. Техническим результатом изобретения является повышение точности за счет уменьшения динамической погрешности измерения, обусловленной тепловой инерцией датчика, снижения случайной и систематической погрешностей вторичного измерительного преобразователя схемно-алгоритмическим способом. Измеритель выполнен в составе измерительного моста 1, блока преобразования и обработки 2 и источника питания 3. Измерительный мост содержит два датчика температуры и четыре образцовых резистора, соединяющих шесть вершин моста в последовательности: первая вершина, первый датчик, третья вершина, первый образцовый резистор; четвертая вершина, второй образцовый резистор, и вторая вершина, второй датчик температуры, пятая вершина, третий образцовый резистор, шестая вершина, четвертый образцовый резистор, первая вершина. Первая и вторая вершины соединены с выходами источника питания 3, а другие четыре вершины поданы на входы блока преобразования и обработки 2. При этом образцовые резисторы могут быть выполнены переменными и программно управляемыми. Блок преобразования и обработки 2 выполнен в составе четырех аналого-цифровых преобразователей 4-7 с дифференциальными входами и микропроцессора 8, входы и выходы которого подключены, соответственно, к цифровым выходам и цифровым входам каждого из аналого-цифровых преобразователей. При этом аналоговые входы аналого-цифровых преобразователей соединены последовательно в кольцо таким образом, что первый вывод входа каждого аналого-цифрового преобразователя соединен со вторым выводом входа другого аналого-цифрового преобразователя и одним из четырех входов блока преобразования и обработки. Блок преобразования и обработки 2 также может быть выполнен в составе последовательно соединенных коммутатора 9, аналого-цифрового преобразователя 10 и микропроцессора 11. При этом вход и выход микропроцессора подключены, соответственно, к цифровым выходу и входу аналого-цифрового преобразователя, дифференциальный вход которого подключен к дифференциальному выходу коммутатора, четыре дифференциальных входа которого являются входами блока преобразования и обработки. 3 з. п. ф-лы, 4 ил.
Наверх