Устройство для измерения разности температур

Авторы патента:

Набатов Константин Александрович (RU)

G01K7/02 - с использованием термоэлектрических элементов, например термопар (термоэлектрические или термомагнитные устройства как таковые H01L 35/00,H01L 37/00)

G01K3/08 - показывающие разность значений (с помощью термоэлектрических элементов G01K 7/02); показывающие дифференциальные значения

Владельцы патента RU 2534427:

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

Изобретение относится к области температурных измерений и может быть использовано при наземных испытаниях элементов летательных аппаратов. Устройство для измерения разности температур содержит два встречно включенных термоприемника 1 и 2, находящихся при температурах t₁ и t₂ в контролируемой среде, усилитель 3, делитель напряжения 4 из последовательно соединенных резисторов 5-9. При этом резистор 7 является реохордом, а резисторы 6 и 8 являются цифровыми управляемыми сопротивлениями. Устройство также содержит измерительный прибор разности температур 10, два постоянных запоминающих устройства 11 и 12, аналого-цифровой преобразователь 13, второй измерительный прибор 14, связанный с дополнительным термопреобразователем 15, помещаемым в среду с температурой t₁ или t₂. Выходы ПЗУ 11 и 12 связаны с цепями управления цифровых управляемых сопротивлений 6 и 8 для введения коррекции на нелинейность термопар. Технический результат - повышение быстродействия и надежности работы предлагаемого устройства. 1 ил.

Изобретение относится к области температурных измерений.

Известно устройство для измерения разности температур, содержащее две термопары, два запоминающих конденсатора, четыре ключа и дифференциальный усилитель постоянного тока (Авт. свид. СССР №508684, G01K 7/02, 1972).

Недостатком данного устройства является низкая точность измерения разности температур в широком интервале температур.

Известно также устройство для измерения разности температур, принятое за прототип (Авт. свид. СССР №1247675, G01K 3/08, 7/02. Опубл. 30.07.86. Бюл. №28), содержащее два встречно включенных термоэлектрических преобразователя, дополнительный термопреобразователь, резистивный делитель напряжения, включающий в себя реохорд, измерительный прибор, автоматический компенсатор с реверсивным электродвигателем и усилитель, вход которого соединен с термоэлектрическими преобразователями, а выход подключен к входу резистивного делителя напряжения, выход которого соединен с входом измерительного прибора, при этом движок реохорда соединен кинематикой с двигателем автоматического компенсатора, вход которого соединен с дополнительным преобразователем, при этом движок реохорда соединен с двигателем автоматического компенсатора посредством профилированного кулачка.

Недостатком данного устройства является также низкое быстродействие и надежность, обусловленные использованием электромеханических преобразователей - реверсивного электродвигателя, перемещающегося в процессе работы ползунка реохорда и профилированного кулачка.

Техническая сущность предлагаемого изобретения состоит в исключении из устройства реверсивного электродвигателя, профилированного кулачка, фиксации положения ползунка реохорда в процессе работы.

Техническим результатом предполагаемого изобретения является повышение быстродействия и надежности устройства.

Технический результат достигается тем, что устройство для измерения разности температур, содержащее два встречно включенных термоэлектрических преобразователя, дополнительный преобразователь, резистивный делитель напряжения, включающий в себя реохорд, измерительный прибор, усилитель, вход которого соединен с термоэлектрическими преобразователями, а выход подключен к входу резистивного делителя напряжения, выход которого соединен с входом измерительного прибора, а также дополнительный измерительный прибор, дополнительно снабжено двумя цифровыми управляемыми сопротивлениями, двумя программируемыми постоянными запоминающими устройствами и аналого-цифровым преобразователем, при этом цифровые управляемые сопротивления включены последовательно в резистивный делитель напряжения до и после реохорда, кодовые входы которых связаны соответственно с выходами постоянных запоминающих устройств, входы которых через последовательно соединенный аналого-цифровой преобразователь подключены к выходу дополнительного термопреобразователя, при этом выход одного постоянного запоминающего устройства соединен с входом дополнительного измерительного прибора.

На фигуре 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит два встречно включенных термоэлектрических преобразователя 1 и 2, находящихся при температурах t₁ и t₂ в контролируемой среде, соединенных через последовательно включенный усилитель 3 с делителем напряжения 4, включающий в себя последовательно соединенные резисторы 5, 6, 7, 8 и 9, причем резистор 7 является реохордом, связанным ползунком с первым входом измерительного прибора 10, а резисторы 6 и 8 являются цифровыми управляемыми сопротивлениями (ЦУС), кодовые входы которых подключены к выходам постоянных запоминающих устройств (ПЗУ) 11, 12 соответственно, при этом резистор 9 соединен с выходом усилителя 3 и вторым входом измерительного прибора 10, а входы ПЗУ 11 и 12 соединены с выходом аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 13, вход второго измерительного прибора 14 связан с выходом ПЗУ 11, а также дополнительный термопреобразователь 15, помещенный в среду с температурой t₁ или t₂ и последовательно соединенный с входом АЦП 13.

Назначение вновь введенных элементов: ЦУС 6 и 8, ПЗУ 11 и 12, АЦП 13 - понятно из их названий.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал от термоэлектрических преобразователей 1 и 2, пропорциональной разности температур, поступает на вход усилителя 3 и после усиления - на вход делителя напряжения 4. Изменение потенциала ползунка реохорда 7 ввиду нелинейности термоэлектрических преобразователей 1 и 2 осуществляется дополнительным термопреобразователем 15 через аналого-цифровой преобразователь 13 подачей на входы программируемых ПЗУ 11 и 12 двоичного кода. Выходы ПЗУ 11 и 12 своими (прямым и обратным) кодами изменяют сопротивления ЦУС 6 и 8 соответственно таким образом, что сумма сопротивлений ЦУС 6 и 8 всегда остается постоянной. Изменение сопротивления одного из них компенсируется изменением сопротивления второго в другую сторону.

Отклонение выходного сигнала усилителя 3 от линейного закона зависит от типа используемых термопреобразователей и диапазона измеряемых температур. ПЗУ 11 и 12 программируются для конкретного типа термопар с учетом их нелинейности с любой заранее заданной погрешностью. Прибор 14 отражает температуру t₁ или t₂.

Компенсация ошибки измерения во всех случаях осуществляется при неподвижном ползунке реохорда 7.

Технико-экономический эффект от предложенного устройства по сравнению с прототипом заключается в повышении быстродействия и надежности работы за счет исключения электромеханических узлов - реверсивного электродвигателя, движущихся ползунка реохорда в процессе измерений и профилированного кулачка.

Устройство для измерения разности температур, содержащее два встречно включенных термоэлектрических преобразователя, дополнительный термопреобразователь, резистивный делитель напряжения, включающий в себя реохорд, измерительный прибор, усилитель, вход которого соединен с термоэлектрическими преобразователями, а выход подключен к входу резистивного делителя напряжения, выход которого соединен с входом измерительного прибора, а также дополнительный измерительный прибор, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено двумя цифровыми управляемыми сопротивлениями, двумя программируемыми постоянными запоминающимися устройствами и аналого-цифровым преобразователем, при этом цифровые управляемые сопротивления включены последовательно в резистивный делитель напряжения до и после реохорда, кодовые входы которых связаны соответственно с выходами постоянных запоминающих устройств, входы которых через последовательно соединенный аналого-цифровой преобразователь подключены к выходу дополнительного термопреобразователя, при этом выход одного постоянного запоминающего устройства соединен с входом дополнительного измерительного прибора.

Изобретение относится к области температурных измерений и может быть использовано для определения скорости изменения температуры среды. Частотно-импульсный измеритель скорости изменения температуры содержит дифференциальную термопару 1 из термопар 2 и 3 с различными постоянными времени, усилитель 4, электронный ключ 5 с запоминающей емкостью 6 на выходе.

Устройство для измерения температуры газовых потоков // 2522838

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано для измерения температуры быстропротекающих высокотемпературных процессов в газодинамике. Устройство содержит термопару в металлическом корпусе, рабочий спай которой расположен внутри защитного наконечника, выступающего за пределы корпуса.

Передатчик параметров процесса с определением полярности термопары // 2521746

Группа изобретений относится к передатчикам параметров процесса, используемым в системах управления технологическими процессами и мониторинга. Передатчик (10) параметров процесса для измерения температуры производственного процесса включает в себя первый электрический соединитель (1), сконфигурированный с возможностью соединения с первым проводом термопары, при этом первый электрический соединитель (1) включает в себя первый электрод (1A) и второй электрод (1B).

Устройство для измерения температуры // 2516036

Изобретение относится к технике измерения физической температуры объекта с помощью термопары и может быть использовано в области температурных измерений с использованием термопар, в частности, в литейном производстве для определения скоростей охлаждения различных зон слитка при кристаллизации или закалке.

Устройство для измерения температуры // 2507488

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах для проведения длительного и непрерывного измерения температуры газовой или жидкой среды, в том числе агрессивной, а также при отсутствии возможности периодической поверки или замены измерительной части устройства.

Цифровой измеритель температуры // 2504743

Предлагаемое изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в процессе теплоизмерений. Заявлен цифровой измеритель температуры, содержащий источник 1 опорного напряжения, соединенный своим выходом с переключателем 2, выходы которого соединены через датчик 3 температуры и цифроуправляемое сопротивление (ЦУС) 4 с входами усилителей 5 и 6 постоянного тока.

Погружной зонд // 2502064

Изобретение относится к области термического анализа и может быть использовано для определения фазовых переходов извлеченной из стального расплава пробы. Заявлен погружной зонд, имеющий погружной конец измерительной головки, в которой расположены имеющая впускной канал пробоотборная камера и выступающая своим горячим спаем в пробоотборную камеру термопара, которая имеет кабельный ввод для сигнальных кабелей термопары.

Контактная головка (варианты) // 2496099

Изобретение относится к взрывозащищенным головкам датчиков температуры. Головка состоит из коробки в форме эллиптического цилиндра со скосом сверху под углом к ее оси, совпадающей с осью цилиндра с отверстием.

Термопарный датчик // 2485460

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано в системах контроля технологических процессов. .

Преобразователь температуры в напряжение // 2480719

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в термометрии. .

Устройство измерения разности температуры c терморезистивными датчиками // 2405131

Изобретение относится к измерительной технике, может использоваться в системах сбора данных в технологических устройствах, а также в медицинской практике. .

Устройство для измерения разности температур // 2317531

Изобретение относится к измерительной технике и направлено на повышение точности измерений. .

Устройство для измерения разности температур // 2311621

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

Устройство для измерения разности температур // 2265195

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

Устройство для измерения разности температур // 2254559

Изобретение относится к измерительной технике. .

Устройство для измерения температуры и разности температур // 2025675

Устройство для измерения разности температур // 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.

Устройство для измерения разности температур // 1695150

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 .

Устройство для измерения разности температур // 1673880

Изобретение относится к температурным измерениям и позволяет повысить точность измерения разности температур. .

Устройство для измерения разности температур // 1673869

Изобретение относится к температурным измерениям и позволяет повысить точность измерений в динамическом режиме. .

Устойчивый к усталости канал для ввода термопар и соответствующие способы // 2539916

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при проведении термометрических измерений. Заявлены термоэлектрическая система, способ гашения колебаний термоэлектрической системы и компрессор, содержащий указанную термоэлектрическую систему. Термоэлектрическая система содержит канал для ввода термопар, выполненный с возможностью введения в конструкцию, через которую протекает среда, удлиненный датчик, установленный частично внутри канала для ввода термопар и выполненный с возможностью измерения температуры, по меньшей мере одно уплотнительное кольцо, расположенное вокруг удлиненного датчика на первом конце и выполненное с возможностью гашения колебаний удлиненного датчика путем осуществления контакта с каналом для ввода термопар, и эластомерный материал, расположенный вокруг удлиненного датчика на втором конце и предназначенный для гашения колебаний удлиненного датчика путем осуществления контакта с каналом для ввода термопар. Причем контакт между уплотнительным кольцом и каналом для ввода термопар является неплотным, так что гасящая колебания текучая среда способна проходить мимо уплотнительного кольца в указанный канал. Технический результат - уменьшение проявления деструктивных явлений в термопарах. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 9 ил.