Устройство для измерения температуры

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<щ 9 1 7002 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 160480 (21) 2909837/18-10 с присоединением заявки № (53) М Кп з

G 01 К 7/30

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет(53) УДК 536.53 (088. 8) Опубликовано 360382. Бюллетень ¹ 12

Дата опубликования описания 300382

3.А ° Колодий, А.В. 14анченко, B.H. Ьгаднык и П.Г. Столярчук

1 Ф„. (72) Авторы изобретения (71} Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к шумовой термометрии.

Известно устройство для измерения температуры, содержащее термочувствительный резистор, усилители, детекторы, фильтры и переключатели (1}.

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения температуры.

Наиболее близким к предлагаемомуцо технической сущности является устройство.для измерения температу ры, содержащее термочувствительиый резистор, подключенный через переключатель к последовательно соединенным усилителю, квадратору, блоку вычитания, измерительному резистору, масштабируемому и выходному усилите« лям (2).

Однако это устройство не обладает высокой точностью измерения, так как собственные шумы усилителя за-. висят от величины сопротивления тер-. мочувствительного резистора.

Цель изобретения — повышение точности измерения температуры.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены постоянный резистор и переменный резистор со схемой регулирования величины его сопротивления, вход которой соединен через переключатель с термочувствительным резистором, причем переменный резистор включен последовательно с термочувствительным резистором, а постоянный резистор через переключатель подключен к входу усилителя.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит термочувствительный резистор 1, постоянный резистор 2, переменный резистор 3, измерительный резистор 4, усилитель 5. квадратор 6, блок вычитания 7, включающий в себя фиксаторы 8 и 9 уровня напряжения, переключатель 10 и диф ференциальный усилитель 11, масшта" бируемый 12 и выходной 13 усилители, схему 14 регулирования. величины переменного резистора, включающую в себя источник 15 тока, фиксатор 16 уровня напряжения, пороговый элемент

17, цепь 18 механической обратной связи и переключатель 19, переключа25 тель 20.

Устройство работает в двухтактном режиме следующим образом.

Перед началом измерений величина переменного резистора 3 устанавлива30 ется такой, чтобы сумма величин со917002 противлений резисторов 1 и 3 была равной величине резистора 2, а пороговый элемент 17 схемы 14 регулирования настраивается таким образом, чтобы при подключении к входу схемы резисторов 1 и 3 напряжение на его 5 выходе было равно нулю, При измерении температуры термочувствительный резистор 1 и измерительный резистор 4 помещают в среду, температуру Т„ которой измеряют, при этом резисторы 2 и 3 находятся при постоянной температуре Т °

В первом такте к входу усилителя

5 посредством переключателя 20 подключается постоянный резистор 2. 15

Величина сопротивления резистора 2 подбирается такой, чтобы уровень внутренних шумов усилителя 5 при поцключенном на его входе резисторе

2 был минимальным. В блоке вычита- 20 ния фиксатор 9 уровня напряжения запоминает напряжение пропорциональное сумме среднеквадратичных значений напряжений собственного шума канала измерения и шума резистора 2 ° 25

Кроме того, в первом такте к входу схем 17 подключаются последовательно соединенные термочувствительный резистор 1 и переменный резистор 3. Если величина суммы сопротивлений резисторов 1 и 3 оказывается отличной от величины сспротивленйя резистора 2 вследствие изменения величины термочувствительнаго резистора, включается механическая об- . ратная связь, с помощью которой изменяется величина переменного резистора 3 до тех пор, пока напряжение на выходе порогового элемента 17 не станет равным нулю. При этом величина суммы сопротивлений резисторов " 40

1 и 3 станет равной величине резистора .2.

Во втором такте резисторы 1 и,3 отключаются от схемы 17. и подключаются к входу усилителя 5, а резистор 2 45 отключает. Фиксатор 8 уровня напряжения блока 7 вычитания, запоминает напряжение пропорциональное сумме среднеквадратичных значений напряжений шума Резисторов 1 и 4 и собст- Я) венного шума канала измерения.

При этом напряжение на выходе дифференциального усилителя равно величине

V = К (E„ +E +E„ -Е -Е„ 2=

= K . 4 K hFR< (Tx — То) s (1) где Е9, Е ц — йапряжвние собстИ венных шумов канала измерений при подключении на его вход соответственно резисто- . ра 2 и резисторов 1 и 3, E - =Ец, Е„,Е,Š— напряжение шумов ре- зисторов 1,2 и 3 соответственно;

К - коэффициент передачи канала измерения;

K - постоянная Больцмана, ь Г - полоса частот, в которой измеряются шумы от резисторов 1,2 и 3;

8 — величина сопротивления резистора 1.

Так как выход дифференциального усилителя 11 соединен.со входом масштабируемого усилителя 1 через измерительный резистор 4, который выполнен из того же материала, что и термочувствительный резистор 1, имеет величину сопротивления равную величине сопротивления резистора 1 и находится совместно с ним при одинаковой температуре, то сигнал на выходе масштабируемого усилителя пропорционален разности температур (Т„-То> и не зависит от величины резисторов

1и4.

Наличие новых элементов в предлагаемом устройстве позволяет повысить точность измерения температуры за счет исключения влияния величины собственных шум в усилителя на точность измерения при изменении сопротивле» ния термочувствительного резистора пад действием температуры, чта расширяет сферу его применения.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры, содержащее термачувствительный резистор, подключенный через переключатель к последовательно соединенным усилителю, квадратору, блоку вычитания, измерительному резистору, масштабируемому и выходному усилителям, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения температуры, в него введены постоянный резистор и переменный резистор са схемой регулирования величины ега сопротивления, вход которой соединен через переключатель с термочувствительным резистором, причем переменный резистор включен последовательно с термочувствительным резистором, а постоянный резистор через переключатель подключен к входу усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 475516, кл. G 01 К 7/30, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР па заявке Р 2700303, кл.G 01 К 7/30, 1979 °

917002

Составитель В. Куликов

Техред A. Бабинец Корректор У. Пономаренко

Редактор И. Тыкей

Тираж 883 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1875/60

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4