Устройство для измерения температуры проводников

 

(72) Авторы изобретения

П. М. Пшиков и А. Б. Крапивник

Харьковский ордена Ленина политехнический институт имени В. И. Ленина (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

ПРОВОДНИКОВ

Изобретение относится к области темпераЬурных измерений и может быть использовано при измерении быстроменяющихся температур в условиях высокого уровня помех, HBHpHMop для измерения температуры проводников при нагреве мощными импульсами тока.

Известно устройство для измерения температуры, содержащее термопару и усилитель, в котором. компенсация напряжения помехи осуществляется введением обратной связи (1).

ФО

Известно также устройство для измерения температуры в условиях помех, содержащее термопару, включенную в мостовую схему с тесными индуктивными связями (2).

I5

Недостатком этих устройств является низкая степень компенсации помех.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для измерения температуры, содержащее трехэлектроднув термопару, два электрода которой изготовлены из идентичного материала, основной трансформатор и измерительяый прибор Ð).

Однако это устройство не обеспечивает высокой точности измерения температуры в условиях сильных помех, например при измерении температуры проводников, нагреваемых мощными импульсами тока.

Целью изобретения является повышение точности измерения в условиях высокого уровня помех.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство введены дополнительный трансформатор, резисторы и усилитель, к выходу которого через переменные резисторы и основной трансформатор подключен дополнительный трансформатор, эашунтированный резистором, выход которого соединен со средней точкой двух последовательно соединенных резисторов, подключенных ко входу усилителя, и через измерительный прибор — со средним электродом термопары. два идентичных электрола которой подсоединены ко входу усилитеJM.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит трехэлектродную термопару 1, имеющую средний электрод 2, например алюмелевый, и два симметричных электрода 3 и 4, выполненных иэ идентичного ма3 териала, например хромеля. Электроды термопары 1 жестко закреплены на нагреваемом проводнике 5, например, с помощью конденсаторной сварки, ч.го умейьшает инерцио щость термопары. Электроды 3 и 4 термопари-соедйнены со входом усилителя 6 и резисторами 7 и 8. Выход усилителя 6 соединен со входом фазосдвигающей цепочки, состоящей из трансформаторов 9, 10 и переменных резисторов

11 и 12. Выход фазовой обмоп<и — вторичн»А обяотка трансформатора 10, связан с резистором 13, который через измерительный прибор

14 соединен с электродом 2 термопары. устройство работает следующим образом.

При нагреве проводника 5 мощным импульсом тока в контуре 1, образованном электродами 2 и 3, резисторами 7 и 13 и йзмерительиым прибором 14, и в контуре 11, образованном электродами 2 и 4, резисторами 8 и 13 и измерительным прибором 14, протекает ток, пропорциональный термоэдс, возникающей между электродами 2 и 3 в контуре 1 и электро дами 2, 4 в контуре If, и ЗДС помехи. ЭДС помехи е, и е, в I и И контуре зависят от геомтерии контуров, амплитуды и частоты импульса тока и разности потенциалов между точками приварки электродов 2 и 3 и контуре I и электродов 2 и 4 во tlконтуре,,Если электроды термопары 1 приваренй на одной прямой и на равном расстоянии отиосйтельно электрода 2, то при равной геометрии:и одинаковом расположенйи контуров 1 и Й ЭЛС помехи е, и е, будут равны. Однако этот случай практически нереализуемый. При нарушении же сймметрии электродов 3 и 4, что всегда имеет мест о в реальных измерительных устройствах, появившиеся ЭДС помехи е, и е, вызывают протекание токов помехи: i, - в ветви электрода 3, i, — в ветви электрода 4;

Iq — ток, протекающий ио прибору 14. Ток 1п мал по сравнению с токами i, и i,, что объясняется большим внутренним сопротйвлением измерительного прибора. На вход изйерйтельного прибора поступает сигнал, величина которого пропорциональна MC помехи. Выход усилителя нагружен на сопротивлейие резистор» 11 и вносимое сопротивление резистора 12. Так как активное сопротивление резйсторов 11, 12 и 13 значительно больше индуктивного сопротивления обмоток трансформаторов 9 и 10, то напряжение на выходе трансформатора 9 сдвинуто по фазе на 90 относительно ЭДС

14174

1 помехи. Трансформатор 10 исключает сдвиг:.;, фаз, а в его обмотках напряжение совпадает по фазе с 3ElC помехи. Соотношение между

Сопротивлениями резисторов 11 и 12 таково, что на выходе трансформатора 10 возникает

ЭДС, равная разности ЭДС помехи е, Прн этом ток компенсации iq, протекающий по выходной обмотке трансформатора 10 н

:резистору 13, равен 4 по величине и направfO лен противоположно. Изменение напряжения на резисторе 13 пропорционально изменению сигнала на входе усилителя 6, что обеспечивает автоматическую компенсацию MC помехи при ее изменении. Так как электродьг 3 и 4

f5 выполненй из одного материала, термоздс в контурах I u If равны. На вход усилителя поступают сигналы, равные по величине и противоположные по направлению. Это исключает влияние усилителя на сигналы термоэдс.

20 Предлагаемое устройство повышает точность измерения температуры в условиях высокого уровня помех благодаря компенсации сигнала помехи.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры проводников, содержащее трехэлектродную термопару, два электрода которой изготовлены зо из идентичного материала, Основной трансформатор, измерительный прибор, о т л и ч аю-щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения в условиях высокого уровня помех, в него введены дополнительный транс35 форм»тор, резистоРы и усилитель, к выходу которого через переменные резисторы и основной трансформатор подключен дополнительный трансформатор, зашунтированный резистором, выход которого соединен со средней точкой

4о двух последовательно соединенных резисторов, подключенных ко входу усилителя, и через измерительный прибор,»- со средним электродом термопары, два идентичных электрода которой подсоединены ico входу усилителя;

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР II 159311, кл. 6 01 К 7 04, 1961.

2. Авторское свидетельство СССР N .161145, кл. 6 01 К 7 02, 1963.

3. Авторское свидетельство СССР i»f 158115, кл. 6 01 К 7/04, 1962 (прототип),, Заказ 92б9/34.

Тнр и 713

ЦНИИПИ Государственно о комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/S

1

Редактор О. Филиппойа

Составитель В. Голубев

Техред М.Петко

Корректор Н. Стец

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4