Устройство для измерения температуры

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистинесних

Республик () 832356 (61) Дополнительное к ввт. свид-ву (22) Заявлено 0%0779 (2g ) 2809372/18-10 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 23.0581. Бюллетень No 19

Дата опубликования описания 23.0581 (51) м. кл.з

6 01 К 7/02

t 0ñóäàðñòâåííûé комитет

СССР по делам изобретений и открытий (5З) УДК 536.531/532 (088.8) Ю.В.Поздняков, В.В.Кочан, A.A.Саченк

Тернопольский финансово-экономическйй=институт . / и Львовский ордена Ленина политехнический институт. / (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к измерению температуры электрическими методами,, а именно к технике измерения температуры с помощью термоэлектрических и терморезисторных; преобразователей.

Известно устройство для измерения температуры, содержащее термопару и. нуль-орган, являющиеся элементами мостовой схемы, питаемой от источника постоянного тока.

Термопара и соединенный параллельно с ней нуль-орган включены в измерительную диагональ моста, двумя, смежными плечами которого служит реохорд, движок которого является 15 одной из вершин диагонали питания моста (1).

Однако указанное устройство не обеспечивает высокой точности изме- 20 рения температуры из-за недостаточно высокой степени линейности характеристики преобразования.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения температуры, содержащее термопару, измерительный мост с термореэистором, резисторы, источник питания и измерительный прибор(2) 30

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения температуры, поскольку в нем обеспечивается равенство выходного напряжения линейно зависящему от температуры не более, чем в трех точках, т.е. при трех значениях температуры в пределах рабочего диапазона. На промежутках между этими значениями погрешность. линейности достигает эначительных величин, что снижает точность измерения температуры. цель изобретения — повышение точности измерения температуры за счет снижения погрешности нелинейности характеристики преобразования устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройство введена дополнительная термопара, соединенная последовательно с выходной диагональю моста .и входом термочувствительного делителя напряжения, состоящего иэ последовательно соединенных терморезистора и двух резисторов, причем параллельно одному иэ резисторов делителя включены последовательно соединенные основная термопара и измерительный прибор, а в диагональ

83235á питания моста последовательно с ис= точняком питания включена цепочка из последовательно соединенных постоянного и переменного резисторов.

На чертеже показана принципиальная схема устройства для измерения температуры.

Устройство содержит основную и дополнительную термопары 1 и 2, измерительный прибор 3, термочувствительный делитель напряжения, состоящий иэ терморезистора 4 и резисторов

5 и б с температурными коэффициентами близкими к нулю. Последовательно с дополнительной термопарой и входом делителя включена выходная диагональ термочувствительного моста, состоящего из терморезистора 7, переменного резистора 8 и резисторов

9 и. 10. В диагональ питания моста последовательно со.стабилизированным источником 11 питания включена цепочка из последовательно соединенных постоянного и переменного резисторов

12 и 13.

Устройство работает следующим образом.

При изменении температуры рабочего спая термопары, термо-ЭДС между ее свободными концами является функцией температуры с монотонно возрастающей первой производной, т.е. с положительной второй производной в случае, если рабочий диапазон измерения температуры ограничен значениями температуры to и t для получения линейной зависимости напряжения от температуры к термо-ЭДС. К термопаре прибавляется корректирующее напряжение 0К(с), значение которого определяется по формуле

Ur (") где uÄ(t) — линейно зависящее от температуры напряжение.

Очевидно, что значение корректирующего напряжения зависят от температуры t, достигая максимума примерно в середине диапазона, и падая до нуля на границах рабочего диапазона устройства.

Для получения корректирующего напряжения 0 в устройств@ использоР вано разностное напряжение U>, получаемое в результате встречно включенных термо-ЭДС и выходного напряжениф термочувствительного моста

0 (t5. Мост настроен таким образом, что напряжение на его выходной диагонали равно по абсолютной величине значению термо-ЭДС термопары 2 при температуре t> . В начале рабочего диапазона при t мост. уравновешен.

Таким образом, разностное напряжение равно

U> = 0< (t) — Е (С), (2) где Е(с) — термо-ЭДС термопары 2, равная термо-ЭДС термопары 1.

Очевидно, что разностное напряжение равно нулю на границах рабочего диапазона (при „ и с ) и при этом заведомо больше необходимого корректирующего напряжения 0 (t) ввиду того, что разностное напряжейие 0Р(t) по= лучается в результате вычитания зависимости Е (t) из зависимости 0. (t ), для которой вторая производная отрицательна.

Для того, чтобы обеспечить необходимые значение корректирующего на .пряжения в двух точках внутри рабочего диапазона, разностное напряжение Up(t) подается на термочувствительный делитель напряжения, рассчи танный таким образом, что его коэффициент деления при произвольно выбранных значения температур .„ и t> в пределах рабочего диапазона обеспечивает равенство реального корректи29 рующего напряжения, необходимому корректировочному напряжению, зависимость коэффициента деления К> от температуры обеспечивается наличием в резистивном делителе напряжения

25 терморезистора 4. Погрешность линейности равна нулю при четырех значениях температуры — с,, благодаря чему может быть существенно расширен диапазон измеряемой температуры и одновременно повышена точность измерения за счет повышения степени линейности характеристики преобразования.

С целью учета погрешностей, обусловленных отклонением реальных градуировочных характеристик термопары от номинальных, в диагонали питания термочувствительного моста предусмотрена цепочка из последовательно соединенных постоянного и переменного

4О резисторов, дающая возможность плавной регулировки чувствительного моста с учетом поправок к стандартной градуировочной характеристике термоэлектрического преобразователя по результатам его последней поверки.

Предлагаемое устройство может быть использовано при проведении температурных измерений в производcTâåíHûõ условиях и технологических процессах термообработки изделий.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры, содержащее термопару, измерительный мост с терморезистором, резисторы, источник питания и измерительный прибор, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности измерения температуры за счет снижения погрешности нелинейности характеристики преобразования устройства, в него введена дополнительная термопара соединенная последова7

65 тельно с выходной диагональю моста

832356

Составитель В.Баздырев

Техред Н. Граб Корректор Н.Стец

Редактор G.×åðíè÷åíêo

Заказ 3162/31 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 и входом термочувствительного делителя напряжения, состоящего из последовательно соединенных терморезисторов и двух резисторов, причем параллельно одному из резисторов делителя включены последовательно соединенные основная термопара и измерительный прибор, а в диагональ питания моста последовательно с источником питания включена цепочка из последовательно соединенных постоянного и переменного резисторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9316945, кл. G 01 К 7/02, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

9352287, кл. G 01 К 7/02, 1971 (прототип).