Устройство для компенсации влияния изменения температуры свободных концов термопары

 

т

Ю. В. Поздняков и Аркимидес Салаэар Мустельер (KQy),, -м"" ".г,/. н .

Львовский ордена Ленина политехнический институт и СпМие4%ное. : у конструкторско-технологическое бюро геофизическогоЬЕ;";;-,;:,. „,, приборостроения Фиеико-мехеиинескогоинстнтуте йррхирнннсаой ССР (72) Авторы изобретения (Vl) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ ВЛИЯНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ СВОБОДНЫХ КОНЦОВ ТЕРМОПАРЫ

Изобретение относится к области термометрии.

Известно устройство для компенсации влияния изменения температуры свободных кондов термопары, содержащее термочувствительный мост со стабилизированным источником питания (13

Однако известное устройство не обладает требуемой точностью измерения из эа погрешности обусло ленной различием эа10 висимостей компенсирующего напряжения и термо-ЭДС термопары от температуры, причем эта погрешность увеличивается с расширением диапазона изменения температуры свободных концов термопары.

1S

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для компенсации влияния изменения температуры свободных концов термопары, содержащее термочувствительные мосты, в диагональ питания каждого из которых последовательно со стабилизированным источником питания включена цепочка, состоящая из зашунтированных резистором последовательно соединенных постоянного и переменного резисторов, а также термопару, подключенную к измерительному прибору 2).

Однако и это устройство не обладает требуемой точностью измерения из-за погрешности, вызванной тем, что вторая

I производная по температуре зависимости выходного напряжения от температуры отрицательна.

Цель изобретения — повышение точности измерения. В устройство введена цепочка из последовательно соединенных резисторов, включенная параллельно термопаре и измерительному прибору, при этом параллельно каждому из резисторов подключены последовательно соединенные выходная диагональ термочувствительного моста и введенные в устройство диод и резистор.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема; на фиг. 2 — графики зависимости выходного напряжения (U ) и остаточной погрешности устройства от температуры.

9322 формула изобретения

Устройство содержит термдчувствитель- . ные мосты 1 и 2, резистор 3, диод 4, резистор 5р включенный параллельно диоду термометр 6 сопротивления термочув-. ствительного моста, переменный резистор .7 моста, манганииовые термочувствительные резисторыЭ-12 моста, стабилизированйый источник 13 питания моста, термопары 14, измерительный прибор 15.

Устройство работает следующим обра- 1р эом.

При изменении температуры свободных концов термопары на резисторе 3-1, включенном в цепь первого термочувствитечь-, ного моста, возникает напряжение 0 отличающееся or значения термо-ЭДС термопары при данной температуре на величину погрешности L О, которая при

1 температуре выше t q, при которой обеспечивается полная компенсация по- щ грешности первым мостом, имеет отри-, цательные, а при температуре ниже t< положительные значения и монотонно возрастает по абсолютной величине с ростом температуры (график ь U<(t) на фиг. 2).

При увеличении погрешности 60„до некоторого заранее заданного значения максимально допустимой погрешности

ЬОдо„при некотором значении температуры приходит в равновесие второй

1 термочувствительный мост. С дальнейшим ростом температуры напряжение на его выходной диагонали и, соответственно, на резисторе второго моста 3-2 поменяет знак, откроется диод второго моста 4-2, 3$ и на резисторе 3-2 появляется падение напряжения Uq (график 0 (Ц на фиг. 2), Таким образом, отрицательные ветви характеристик зависимостей выходного напряжения термочувствительных мостов

40 от температуры отсекаются диодами 4, которые открываются при переходе температуры через точку равновесия каждого моста. Положительная ветвь характеристики зависимости 0 ® суммируется

45 с характеристикой зависимости 0<(t)> благодаря чему характеристика зависимости выходного напряжения устройства от температуры g(t) = g<(<) I. 0 1(Ь) снова, приближается к градуировочной характеристике термопары Е (t), пересе- о кая ее еще в двух точках.

При достижении значения погрешности

h Од .с дальнейшим возрастанием температуры свободных концов термопары (выше ) меняется знак напряжения на выходной диагонали третьего термочувствительного моста, открывается диод H третьего мос(а, и напряжение H& во резисторе 3, включенном в цепь выходной диагонали третьего моста (график

0 (q) на фиг. 2). прибавляется к выходному напряжению устройства

U(t)= О„®+ V<(t). U>(t).

При необходимости расширения рабочего диапазона устройства в сторону более высоких температур в схему включается необходимое число элементов; значение остаточной погрешности компенсации определяется количеством элементов в цепочке, а также рациональным выбором значений температуры равновесия второго и последующих термочувствительных мостов и степенью нелинейности их зависимостей выходного напряжения от температуры.

Преимушеством предлагаемого устройства является широкий диапазон рабочих температур и, вместе с тем, высокая точность, которая может быть заранее задана и обеспечена во всем диапазоне путем оптимального выбора значений температуры равновесия и температурной чувствительности мостов, а также весьма

4 равномерное распределение остаточной погрешности от неполной компенсации по рабочему диапазону изменения температуры. Важным преимуществом устройства является также воэможность компенсации погрешности, обусловленной технологическим разбросом градуировочных характеристик термопар в области низких температур. Для коррекции названной погрешности настройка устройства осуществляется по резулЖатам поверки термопары, с учетом паспортных поправок к ее стандартной градуировочной характеристике. Настройка устройства осуществляется последовательной установкой значений температуры равновесия термочувствительных мостов при помощи резисторов 7 и регулировочной температурной чувствительности мостов с помощью переменных резисторов 12.

Применение предлагаемого устройства в различных областях промышленности позволит увеличить процент выхода годных изделий эа счет повышения точности температурного контроля, а также повысить качественные характеристики иэделий, что обеспечит значительный технико-экономический эффект.

Устройство для компенсации влияния изменения температуры свободных кон5 9322фО d цов термопары, содержащее термочувстви- раллельно термопаре и измерительному. тельные мосты, в диагональ питания прибору, при атом параллельно каждому каждого из которых последовательно со из резисторов подключены последователь стабилизированным источником питания, но соединенные выходная диагональ термовключена цепочка, состоящая из зашун- чувствительного моста. и введенные в

5 тированных резистором последовательно устройство диод и резистор соединенных постоянного и переменного Источники информации, резисторов, атакже термопару,,подклю- принятые во внимание при экспертизе ченную к измерительному прибору, о т— 1. Авторское свидетельство СССР л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью е М 345369, кл. g Ol К 7/02, 1970. повышения точности измерения, в устрой- 2. Авторское свидетельство СССР

cTàî введена цепочка из последовательно % 675319, кл. Я 01 K 7/12, соединенных резисторов, включенная па- 04.04.77 (прототип).