Устройство для измерения температуры

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (63) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 21. 09. 79 (21 ) 2819370/18-10 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 1506.81- Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 150681

G 01 К 7/16

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 536 ° 532 (088.8) (72) Авторы изобретения

Я. В. Борис и М. C . .Кернер (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к термомет- рии и может быть использовано в устройствах для измерения температуры, содержащих в качестве термочувствительного элемента термометр сопро.тивления.

Известно устройство для измерения температуры, содержащее термометр сопротивления, подключенный посредством двух проводов в цепь образной связи операционного усилителя. Третий вывод термометра сопротивления подключен к источнику тока для уменьшения погрешности от изменения сопротивления проводов линии связи (1 ).

На Остатком устройства является низкая чувствительность, обусловленная отсутствием компенсации падений напряжения на термопреобразователе сопротивления, соответствующего началу контролируемого диапазона.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для измерения температуры, содержащее операционный усилитель с отрицательной обратной связью и термометр сопротивления, один из токовых выводов которого через резистор соединен с измерительным источником тока, один из потенциальных выводов термометра сопротивления через токозадающий резистор подключен к одному из зажимов компенсирующего источника напряжения, другой зажим которсго соединен со вторым, токовым выводом термометра сопротивления и общей шиной f2(.

Однако низкая точность измерения обусловлена дополнительной погрешностью, возникающей эа счет установки напряжения на делителе опорного напряжения, а также наличием дополнительного источника опорного напряжения.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

20 Для достижения поставленной цели в устройство введены резистор сравнения и два дополнительных входных резистора, причем резистор. сравнения включен между вторым зажимом измерительного источника тока и общей шиной, первый входной резистор сдединяет инвертирующий вход операционного усилителя со вторым потенциальным выводом термометра сопротивления, 30 второй входной резистор =оединяет

838416 инвертирующий вход операционного усилителя с точкой соединения измерительного источника тока и резистора сравнения, а неинвертирующий вход операционного усилителя через резистор подключен к общей шине, при этом величина сопротивления резистора сравнения равна неличине термометра сопротивления, соответствующей началу измеряемого диапазона температур.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит термометр 1 сопротивления, подключенный к измерительному источнику 2 тока посредством токовых выводов 3 и 4 через резистор б, компенсирующий источник

7 напряжения с токозадающим резистором 8, операционный усилитель 9 с входными резисторами 10-12 и резистором в цепи отрицательной обратной связи 13. Потенциальные выводы термометра сопротивления обозначены резисторами 14 и 15. Для компенсации влияния сопротивления линии связи к потенциальному выводу 15 и токовому

4 через токозадающий резистор 8 подключен компенсирующий источник 7 напряжения. Операционный усилитель 9 с входными резисторами 10 и 11 работает н режиме суммирования двух сигналов. >

Устройство работает следующим образом.

Падение напряжения с термопреобразователя сопротивления поступает на инвертирующий вход операционного усилителя через входной резистор 10.

+ ЧЬ (1)

Вх 1 т Л где Ч„ и V — падения напряжения

Л. на сопротивление линии 4 связи соответственно измерительного источника 2 тока и компенсирующего источника 7 напряжения;

V — падение напряжения на термометре 1 сопротивления.

При равенстве токов измерительного и компенсирующего источников V<>< пропорционально только. величине сопротывления термопреобразователя

Ч Чт 14 R т (2) где 4 . - ток измерительного источниВФ4

1 ка 2;

 — сопротивление термопреобразователя 1

R> î dRt где R — сопротивленйе термопреобрао зователя. 1 в начале контролируемого диапазона;

ЬК вЂ” измерение сопротивления терт мопреобраэователя при изменении температуры.

На инвертирующий вход операционного усилителя через входной резистор

11 подается также падение напряжения с резистора б сравнения

V, = — „Rc (3)

Вх

5 где и — сопротивление резистора сравс нения.

Напряжение на выходе операционного усилителя

Ч = - R (вч - — вд- (4) (0 ОЬи с,Rq R где В„и  — сопротинления входных реэисторон 10 и 11;

 — сопротинление резистора в цепи 13 обратной

15 связи.

При R = и - R

R = R (Roc овы„= 0 „- (3 „l=- — „ Р зо т.е. напряжение на ныходе операционного усилителя пропорционально только изменению сопротивления термопреобразователя 1.

Предел погрешности компенсации начального уровня определяется соотношением

g Ву+ 2Ra

R где R — сопротивление одной жилы

A линии связи.

30 При использовании предлагаемого устройства для измерения температуры с пределом погрешности 0,13 при

RT- +2Rä(100 Ом, сопротивление входных резисторов суммирующего усилителя должно составлять R = 100 кОм.

Предлагаемое устройство для измерения температуры обеспечивает более высокую точность измерения в сравнении с известным устройством нследст40 вие того, что не требуется проводить регулировку величины компенсирующего напряжения, соответствующего началу контролируемого диапазона.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения температуры, содержащее операционный

5О усилитель с отрицательной обратной связью и термометр сопротивления, один из токовых выводов которого через резистор соединен с измерительным источником тока, один из потенциальных выводов термометра сопротив-. ления через токозадающий резистор подключен к одному из зажимов компенсирующего источника напряжения, друго% зажим которого соединен со вторым токовым выводом термометра со60 противления и общей шиной, о т л ич а ю щ е е с sf тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены резистор.сраннения и два:дополнительных входных резистора, при$5 чем резистор сравнения включен между,838416

Составитель B.Копаев

Редактор Н.Ромжа Техред H.Бабурка . Корректор М.Шароши

Заказ 4410/59 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.Óæãoðîä, ул.Проектная,4 вторым зажимом измерительного источника тока и общей шиной, первый входной резистор соединяет инвертирующий вход операционного усилителя со вторым потенциальным выводом термометра сопротивления, второй входной резистор соединяет инвертирующий вход операционного усилителя с точкой соединения измерительного источника тока и резистора сравнения, а неинвертирующий вход операционного усилителя через резистор подключен к общей шине.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что величина сопротивления резистора сравнения равна величине термометра сопротивления, соответствующей началу измеряемого диапазона температур.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент QdA 9 3805616, кл.G 01 К 7/16,V1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 614340, кл.G 01 К 7/16, 1976 (прототип).