Шумовой термометр
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистическик
Республик
Опубликовано 0 0183. Бюллетень М 1
Дата опубликования описания 07. 01. 83
Р )М g э с 01 К 7/30
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий тЩ УДК 536. 53 (088.8) 5- .", . i
Ф
Б.Н.Олейник, Н.A.Ñîêoëîâ и В If.3èõà÷åö, 4э (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ШУМОВОЙ ТЕРМОМЕТР
Изобретение относится к температурным измерениям, а именно к шумовой термометрии.
Известен шумовой термометр, содержащий измерительный резистор, опорный резистор, эашунтированный конденсатором, коммутатор и широкополосный усилитель, к выходу которого подсоединены высокочастотный и низкочастотный измерительные каналы, каждый из которых содержит последовательно соединенные полосовой фильтр
I детектор, интегратор и регистратор 11).
Недостатком такого термометра является невысокая точность измерения температуры, обусловленная взаимнымм влиянием погрешностей выравнивания уровней сигналов на выходах измерительных каналов.
Наиболее близким по,технической сущности к предлагаемому является шумовой термометр, содержащий измерительный резистор и опорный резистор, зашунтированный конденсатором, подключенные через коммутатор к входу широкополосного усилителя, выход которого соединен с входами низкочастотного и высокочастотного каналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные полосовой фильтр, детектор и интегратор, два регистратора, схему вычитания, входы которой соединены с выходами . интеграторов, а выход подключен к первому входу делителя, второй вход которого соединен с выходом интегратора низкочастотного канала, а выход — с первым регистратором 2).
Недостатком шумового термометра является недостаточно высокая точность измерения температуры, обусловленная влиянием погрешности выравнивания постоянных времени опорной и измерительной входных цепей на точность выравнивания уровней сигналов на выходе низкочастотного канала .вследствие различного спада сигнала в высокочастотной части полосы пропускания низкочастотного канала при подключении измерительного и опорного резистора.
Целью изобретения является повышение точности измерения температуры.
Поставленная цель достигается тем, что в шумовой термометр введены дополнительные схема вычитания и делитель, вход которого соединен с выходом интегратора высокочастот987418 ного канала, а выход — с первым вхо- дом дополнительной схемы вычитания, второй вход которой соединен с выходом интегратора низкочастотного канала, а выход — с вторым регистратором. 5
На чертеже приведена структурная схема шумового термометра.
Шумовой термометр содержит измерительный резистор 1, зашунтированный параэитной емкостью 2, опорный 10 резистор 3, зашунтированный конденсатором 4, коммутатор 5, широкополосный усилитель 6, высокочастотный измерительный канал, содержащий полосовой фильтр 7, детектор 8 и ин- 15 тегратор 9, схему 10 вычитания, делитель 11, регистратор 12, низкочастотный измерительный канал, содержащий полосовой фильтр 13, детектор 14 и интегратор 15, дополни- 2О тельный делитель 16, дополнительную схему 17 вычитания и регистратор 18.
Шумовой термометр работает следую-щим образом.
Резисторы 1 и 3 с помощью комму- - 25 татора 5 поочередно подключаются к усилителю 6.При этом шумовой сигнал, возникающий на резисторах 1 и 3, поочередно усиливается. Затем он подается на полосовые фильтры 7 и 13, ЗО настроенные соответственно на область высоких и низких частот. После фильтрации сигналы детектируются детекторами 8 и 14 и пропускаются через интеграторы 9 и 15.
При подключении измерительного резистора выходные сигналы интеграторов 9 и 15 соответственно равны и „ = K(Rc ) 4Ктк ьЕ в (1) 40
K(RC ) .4kTR ьан, а при подключении опорного резистора во K (Rocî) . 4 к oRo д кв { 2 ) 45
U„0= к(к,с) 4ктв, >f„-, где К вЂ” коэффициент передачи тракта усиления шумового термометра, зависящий при точных измерениях от произведений RC или R С, С, С вЂ” соответственно паразитная емкость 2 и емкость конденсатора 4; постоянная Больцмана;
Дйн h,f - полоса пропускания сов ответственно низкочастотного и высокочастотного каналов;
Т, Т - соответственно температура опорного и, измерительного резисторов;
В R — - сопротивление опорного и, измерительного резисторов.65
=3.
Сигнал U после интегратора 9 подается на схему 10 вычитания, где он — Я. вычитается иэ сигнала U>, поступающего с выхода интегратора 15. С выхода схемы 10 вычитания разностный сигнал подается на делитель 11, где он делится на сигнал 0„. Значение 1 результата деления I!> = 1 где М - коэффициент, учитывающий шунтирующее влияние емкости на высокой частоте, фиксируется регистратором 12.
Kpove того, высокочастотный сНгнал подается на делитель 16, где он делится в ф раз и далее вычитается и схемой вычитания из сигнала Uä . Полученный результат фиксируется регистратором 18.
При измерении температуры перво.начально при подключении опорного ,и измерительного резисторов регулировкой С выравнивают уровни сигналов, фйксируемых регистратором 12.
Затем регулировкой R при подключении опорного и измерительного резисторов выравнивают уровни сигналов, фиксируемых регистратором 18.
Укаэанные операции повторяют несколько раэ.
После выравнивания сигналов вычисляют искомую температуру, которая определяется выражением: Т = T R /R, Наличие в шумовом термометре новых элементов - дополнительных делителя и схемы вычитания, выгодно отличает его от прототипа, так как позволяет повысить точность измерения температуры.
Формула изобретения
Шумовой термометр, содержащий измерительный резистор и опорный резистор, зашунтированный конденсатором, подключенные через коммутатор к входу широкополосного усилителя, выход которого соединен с входами низкочастотного и высокочастотного измерительных каналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные полосовой фильтр, детектор и интегратор, два регистратора, схему вычитания, входы которой соединены с выходами интеграторов, а выход подключен к первому входу делителя, второй вход которого соединен с выходом интегратора низкочастотного канала, а выход - c первым регистратором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены дополнительные схема вычитания и делитель, вход которого соединен с выходом интегратора высокочастотного канала, а выход — с первым входом дополнительной схемы вычитания, второй вход которой
987418
Составитель Я.Соболев
Техред А.Бабинец Корректор A.Ôåðåíö
Редактор T.Êóãðûøåâà
Заказ 10281/27 Тираж 871. Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета :ССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "-Патент", r. Ужгород, ул. ПроеКтная, 4 соединен с выходом интегратора низкочастотного канала, а выход - с вторым регистратором.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент ФРГ 9 2347765, кл. 0 01 К 7/30, опублик. 1976.
2. Авторское свидетельство СССР по заявке в 2843964/18-10, 5 кл. G 01 К 7/30„1979. (прототип).
