Устройство для измерения температуры
Оп ИСАН И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ () i) 621972
"О(иое Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.03.77 (21) 2467721/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.08.78. Бюллетень № 32 (45) Дата опубликования описания 08.08.78 (51) М. К .
6 01К 7/02
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 531.536 (088.8) (72) Авторы изобретения
E. И. ШмоРгУи и B. A. Яцук
Львовский ордена Ленина политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
Изобретение относится к технике измерення температуры и может быть использовано в устройствах с платинородиевыми термопарами.
Известны устройства для измерения температуры, содержащие термопары в качестве датчиков (1, 2).
Однако эти устройства не обеспечивают требуемой точности вследствие нелинейных характеристик термопар.
Известно также устройство для измерения температуры, содержащее термочувствительный элемент, первый магнитный компаратор тока с первичной обмоткой с регулятором числа витков и вторичной обмоткой, второй магнитный компаратор тока с первичной обмоткой с регулятором числа витков, механически соединенным с регулятором числа витков первого магнитного компаратора тока, регулируемые источники тока, а также образцовый резистор (3).
Известное устройство при соответствующем выборе параметров обеспечивает получение линейной шкалы для датчиков температуры, имеющих квадратичную, характеристику.
Однако при использовании термопар с характеристикой, отличающейся от квадратичной, например платинородиевых, это устройство имеет низкую точность измерения..
Целью изобретения является повышение точности измерения и расширение диапазона измеряемых температур.
5 Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем термочувствительный элемент, первый магнитный компаратор тока с первичной обмоткой с регулируемым числом витков и регулятором и вто10 ричной обмоткой, второй магнитный компаратор тока с обмоткой с регулируемым числом витков и регулятором, механически соединенным с регулятором первого магнитного компаратора тока, регулируемые источ15 ники тока и образцовый резистор, второй магнитный компаратор тока снабжен дополнительной обмоткой с регулятором числа витков, первый магнитный компаратор тока снабжен обмоткой обратной связи, сое20 диненной одним концом через регулятор, а другим концом через образцовый резистор и регулируемый источник тока с дополнительной обмоткой второго магнитного компаратора тока, причем вторичная обмотка
25 первого магнитного компаратора тока выполнена с регулируемым числом витков и регулятором, электрически соединенным с регулятором основной обмотки второго магнитного компаратора тока, термочувствн30 тельный элемент, подключен параллельно
621972 образцовому резистору, а все регуляторы механически связаны между собой.
На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства для измерения температуры.
Устройство для измерения температуры состоит из первого магнитного компаратора тока (МКТ) 1, предназначенного для уравновешивания схемы, содержащего магнитный сердечник 2, на котором намотаны первичная обмотка 3 с регулятором 4, вторичные обмотки 5 и 6 (одна с постоянным количеством витков, другая с регулятором 7), обмотка 8 обратной связи с постоянным количеством витков, нуль-индикатор 9 и регулируемый источник питания 10 для поддерживания баланса его ампер-витков. Второй магнитный компаратор тока (МКТ) 11 содержит магнитный сердечник 12, на который намотаны первичная обмотка 13 с регулятором 14, вторичные обмотки 15 и 16 (одна с постоянным количеством витков, другая с регулятором 17), нуль-индикатор
18 и регулируемый источник 19 питания для поддержания баланса его ампер-витков.
Устройство включает также образцовый резистор 20 для получения компенсирующего напряжения, термопару 21, нуль-индикатор 22 для определения момента равновесия схемы, источник постоянного тока 23.
Регуляторы 4, 7, 14, 17 соответственно обмоток 3, 6, 13, 16 спарены механической связью 24.
Зависимость термо-ЭДС, платинородиевых термопар типа ПР 30/6 от темпера уры в интервале от 400 до 1770 С выражается формулой
/Й е— (1) (t — 400)3
19700 + где е — термо-ЭДС термопары при температуре горячего спая равной 1 С;
1 — измеряемая температура.
После преобразования уравнение (1) запишется в виде: е =А, (2)
taBt + С где А =55;
В = 800;
С = 1083500, Ток I< источника 23 постоянного тока протекает через регулируемую обмотку 3. Нульиндикаторы 9 и 18 так управляют регулируемыми источниками питания соответственно 10 и 19, чтобы автоматически поддерживался баланс ампер-витков магнитных компараторов тока. Обмотки 5, 6 первого
МКТ 1 и обмотка 13 второго МКТ 11 соединены последовательно с регулируемым источником питания 10, а обмотки 15, 16 второго МКТ 11, обмотка 8 первого МКТ 1, образцовый резистор 20 включены последовательно с регулируемым источником пи тания 19.
При балансе ампер-витков первого МКТ
1 справедливо равенство:
131г 4 — 13 (W W3) HJIH (3)
f 1 1 3 4
Wg — Я73
l0 где 13 — ток регулируемого источника питания 10;
W< — количество витков обмоток 3, 6, 13, 16;
W3 — количество витков обмотки 5;
15 W — количество витков обмотки 8, При балансе ампер-витков второго МКТ
11 справедливо равенство:
I W,=I (W,— W) или I, 1, (4)
W — W3 где 13 — ток регулируемого источника питания 15;
W3 — количество витков обмотки 15.
Подставив уравнение (3) в (4), после не25 сложных преобразований определим ток 13. ту
13 2 1,. (5) (1 2 + 1 3 1 4) 11 + 1 211 3
З0 Выходное компенсирующее напряжение
У„устройства для измерения температуры будет равно:
У, =- 13",.v == Кч 1, Х рт2 (6) (11 2 W3 W4) % + W3W3 где Ян †сопротивлен образцового резистора 2).
40 Если
13Ял(= А; Т, + W3 — Г, = В;
1 а и 3 — С то компенсирующее напряжение:)„будет
45 равно;
U„=A, Р— Bt+С
Формула изобретения
Устройство для измерения температуры, содержащее термочувствительный элемент, 60 первый магнитный компаратор тока с первичной обмоткой с регулятором числа витков и с вторичной обмоткой, второй магнитный компаратор тока с первичной обмоткой с регулятором числа витков, механически
55 соединенным с регулятором числа витков что является необходимым условием для
50 получения прямого отсчета температуры.
Предполагаемое изобретение позволит получить прямой отсчет и повысить точность измерения температуры термопарами градуировки типа ПРЗО/6.
621972 г
Составитегь Ю. Андрианов
Техред А. Камышникова Корректор Н. Федорова
Рсдактор Е. Дайч
Подппсиос
Изд. № 588 Тираж 799
НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 1507/9
Типография, пр. Сапунова, 2 первого магнитного компаратора тока, ре. гулируемые источники тока и образцовый резистор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения диапазона измеряемых температур, второй магнитный компаратор тока снабжен вторичной обмоткой с регулятором числа витков, первый магнитный компаратор тока снабжен обмоткой обратной связи, соединенной одним концом через регулятор числа витков, а другим концом через образцовый резистор и регулируемый источник тока со вторичной обмоткой второго магнитного компаратора тока, причем вторичная обмотка первого магнитного компа6 рато11а тоиа выполнена с регулятором чИс ла витков, электрически соединенным с регулятором первичной обмотки второго магнитного компаратора тока, термочувстви5 тельный элемент подключен параллельно образцовому резистору, а все регуляторы числа витков обмоток механически связаны.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
I0 1, Авторское свидетельство СССР № 498512, кл. G 01К 7/02, 1976.
2. Авторское свидетельство СССР № 498513 кл. G 01К 7/02, 1976.
3. Патент США № 3742764, кл. 73 — 362, 15 1973.
