Устройство для измерения температуры

 

Союз Советских

Социалистических

Республкк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >830147 (61) Дополнительное к авт. свид-ву я)м. кл. (22) Заявлено 3105.79 (21) 2774298/18-10 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—

G 01 К 7/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 1505.81;Бкзллетень ¹ 18

Дата опубликования описания 15.05.81 (53) УДК536. 53 (088. 8) 1 (Ю.В. Поздняков, A.A.Ñà÷åíêo и В.Ю.Милн 4@ко (72) Авторы изобретения!

Тернопольский финансово-экономический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к темпера- турным измерениям, а именно к устройствам для измерения температуры, в которых осуществляется компенсация нелинейности т ермопреобраэ ователя.;

Известно устройство для измерения температуры, содержащее мостовую схему, в одно плечо которой введены термореэистор и резистор обратной связи, источник стабилизированного питания, усилитель постоянного тока, измерительный прибор, последовательно с которым включен дополнительный термодат чик (1 ) .

Однако это устройство не обеспе- 15 чивает высокой точности измерения температуры, поскольку характеристика преобразования устройства (температура — выходное напряжение) недостаточно линейна. Погрешность из- 20 мерения температуры в значительной степени определяется погрешностями усилителя постоянного тока, величина которых значительно превышает значения остальных составляющих результируктдей погрешности измерения температуры.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является 1 стройство для измерения температуры," со-30 держащее мостовую схему, одна диагональ которой соединена с регулируемым источником напряжения, а первый вывод выходной диагонали соединен с последовательно включенными первым . и вторым термоэлектрическими термометрами, к точке соединения которых подключен резисторный делитель напря-, жения, измерительный прибор j2)В этом устройстве компенсация нелинейности достигается эа счет встречного включения термоэлектрических термометров, однако она не является достаточно. полной, что не позволяет получить высокую точность измерения.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается теМ что в устройстве второй вывод выходной диагонали мостовой схемы соединен с делителем напряжения, средняя точка которого через измерительный прибор соединена со вторым термоэлектрическим термометром, причем два смежных плеча мостовой схемы содержат терморезистор и переменный резис тор.

На чертеже приведена принципиальная .электрическая схема устройства.

830147

Устройство для измерения температу ры содержит первый (дополнительный) термоэлектрический термометр 1, измерительныйй прибор 2, второй (ос нов-. ной) термоэлектрический термометр

3, делитель напряжения, состоящий из резисторов 4 и 5 с температурными

- коэффициентами, близкими к нулю, мостовую схему, в одно из плеч которой включен терморезистор б с линейной з ависимост ью сопроти вл е ния ат т емпературы, в смежное с ним плечо включен переменный резистор 7, а остальные плечи мостовой схемы содержат манганиновые резисторы 8 и 9 с температурными коэффициентами, близкими к нулю.

В диагональ питания мостовой схемы включен источник 10 стабилизированного напряжения, последовательно с которым соединена цепочка, состоящая из зашунтированных резистором 11 последовательно соединенных постоянного 2О

12 и переменного 13 резисторов, предназначенная для плавной регулировки чувствительности мостовой схемы в заданных пределах, что дает возможность коррекции погрешности, обусловленной отклонением градуировочных характеристик термоэлектрических преобраз оват елей от номинальной .

Устройство для измерения температу () ры работает следующим образом.

Из-за нелинейного характера зави- симости т ермо-ЭДС т ермоэлектрического термометра от температуры E„(t) значение термо-ЭДС основного термоэлектрического термометра отличается от линейно . з ависящего от температуры напряжения 0д (t ) на величину погрешности Ьu (t) = Е, () -u (й) . Рассмат- 40 риваемая погрешность равна нулю в на чале диапазона, возрастает. с ростом температуры до максимального значения и снова уменьшается до нуля в конце рабочего диапазона измерения темпера- 45 туры. Для компенсации этой погрешности H получения линейной зависимости напряжения от температуры на выходе устройства к термо-ЭДС термоэлектрического преобразователя необходимо добавить корректирующее на5О пряжение, величина которого зависит от температуры также, как погрешность AUg (t). Корректирующее напряжение ьU (t) формируется путем получения разностного напряжения ь0 (t), которое является результатом алгебраического суммирования встречно включенных термо-ЭДС дополнительного термоэлектрического термометра

Е (t) и выходного напряжения термо- @) чувствительной мостовой схем 0р(t), Для приведения напряжения ь0, (t) к уровню hU (t) его значение должно быть пропорционально уменьшено, что достигается подачей разностного на- у пряжения 40 (t) на вход высокоомного. резистивного делителя. Коэффициент деления делителя рассчитан таким образом, чтобы обеспечить равенство корректирующего напряжения значению погрешности60А (t) при температуре,. соответствующей максимальному значению погрешности ь0„(t) (примерно в сере-: дине рабочего температурного диапазона устройства), Это дает возможность обеспечить равенство выходного напряжения устройства линейно зависящему от температуры напряжению при трех значениях температуры: в начале, середине и конце рабочего диапазона

Предлагаемое устройство обладает возможностью коррекции погрешностей, обуловленных отклонением реальных характеристик преобразования термоэлектрических термометров от номинальных характеристик. Для учета погрешностей настройка устройства осуществляется по результатам последней проверки термоэлектрического термометра с учетом поправок к его ст андарт ной градуировочной характеристике. Высокая степень линейности выходного напряжения устройства дает возможность использовать в качестве измерительного прибора цифровой милливольтметр с индикацией результата измерения температуры в цифровой форме непосредственно в градусах

Цельсия. Это дает возможность повы". сить точность и оперативность измерения температуры, что особенно важно, например, при многоточечном контроле температуры в производственных условиях. Применение устройства для измерения температуры в производствен-. ных условиях в ряде случаев позволяет увеличить процент выхода годных из делий за счет повыш ния точности изме.-, рения температуры в процессе термо-. обработки, а также повысить их качественные характеристики.

Формула изобретения

Устройство для измерения температу. ры, содержащее мостовую схему, одна диагональ которой соединена с регулируемым источником напряжения, а первый вывод выходной диагонали соединен с последовательно включенными первым и вторым термоэлектрическими термометрами, к точке соединения которых подключен резисторный делитель напряжения, измерительный прибор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, второй вывод выходной диагонали мостовой схемы соединен с делителем напряжения,. средняя точка которого через измерительный прибор соединена со вторым термоэлектрическим термометром, причем два смежных плеча

830147

Составитель В.Голубев

Редактор Л.Копецкая Техред H. Граб Корректор М.демчик

Заказ 3703/78 . Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )Х-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная 4 мостовой. схемы содержат терморезистор и переменный резистор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

t3 463007, кл, G 01 К 7/00,1972

2. Авторское свидетеЛьство СССР

Р 498512, кл. G 01 К 7/02, 1973 (прототип).