Устройство для измерения температуры

Устройство для измерения температуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее термбэлектричесхвй преобразователь, подкто ченвый ко входу первого операшонного усилителя, термопреобрааовагель сопротивления температуры свободных концов термоэледстрического преобразователя, подключенный через резистор к источнику Питания н ко входу второго операционного усилителя, соединенного с делителем напряжения, отличающееся, тем, что, с. целью повышения точности измерения температуры путем . ПИИ характеристик термопреобразователей , в него введены два преобразоват ля напряжение - частота с нелинейными характеристиками, смеситель и дополнительный делитель напряжения, подключенный ко входу первого операоисшного усилителя при этом выхоиы операционных усилителей через npeo6paaoBaTejfti напряжениегастота подключены ко входам СО смесителя. . ю о

„„SU„„1012040

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (д) Ci Ol К 7/02; GO1 К 7/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHQMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ. ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3354367/18 10 (22) 16.11.81 (46) 15.04.83. Вюп. ¹ 14 (72) В. А. Вознюк, Н. А. Сидоров и Б. А. Караков (53). 536.532 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 408170, кл. 601 К 7/12, 1979.

2. Патент США .№ 3956686, кл. 73-361, .опублик. 1976.

3. Патент США ¹ 4157663,,кп. 73-361, опублик. 197.8 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее термоэлектрический преобразователь, подключенный ко входу первого операционного усилителя, термопреобразователь сопротивления температуры свободных концов термоэлектрического преобразователя, подключенный через резнстор к источщмку питания и ко входу второго операционного усилителя, соединенного с делителем напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я, тем, что, с, целью повышения то щости измерения температуры путем линеариза-. ций характеристик термопреобразователей, в него введены два преобразователя напряжение - частота с нелинейными характеристиками, смеситель и дополнительный делитель напряжения, подключенный ко входу первого операционного усилителя; при этом выходы операционный усилителей через преобразователи напри-, Я жение-частота подключены ко входам смесителя.

1012040

Изобретение относится к температурным измерениям, а точнее к устройствам для измерения температуры, в которых в качестве чувствительного элемента используется термоэлектрический преобразователь с компенсацией термо-ЭЛС свободных концов и линеаризацией характеристики . термопреобразователя.

Известно устройство для измерения температуры, содержащее термоэлектрический преобразователь, сумматор, термопреобраэователь сопротивления для измерения температуры свободных концов термоэлектрического преобразователя, включенный в мостовую схему, блок линеаризации, блок регистрации Pl ) .

Недостатком этого устройства является его сложность, а также недостаточно высокая точность измерения, так как в нем линеаризации подвергается суммарный сигнал термоэлектрического преобразователя и термопреобразователя сопротивления.

Известно устройство для измерения температуры, содержащее термоэлектрический преобразователь, подключенный ко входу операционного усилителя, термопреобразователь сопротивления температуры свободных концов термоэлектричеокого преобразователи, включенный в цепь обратной связи второго операционного усилителя, выход которого соединен со входом первого усилителя (2 ) .

Недостатком известного устройства является нелинейная .зависимость выходно1 о сигнала устройства от температуры, Наиболее близким к предлагаемому по техническрй сущности является устрой ство для измерения температуры, содержащее термоэлектрический преобразователь, подключенный ко входу первого операционного усилителя, термопреоб разователь сопротивления температуры свободных конц в термоэлектрического преобразователя, подключенный через резистор к источнику питания и ко входу второго операционного усилителя, соед мненного с делителем напряжения, при этом выход первого операционного усилителя соединен со входом второго операционного усилителя Р 3) .

Однако это устройство не позволяет обеспечить высокую точность измерения температуры, так как в нем отсутствует линеариэация характеристик термопреобразователей.

50 теристика такого преобразоватепя приведена на фиг. 3.

Устройство работает следующим образом, Сигнал с термоэлектрического преоб разователя 1 через операционный усилитель 7 поступает на преобразователь напряжение - частота 9. Меняя режим работы преобразователя путем изменеЦель изобретения — повышение точности измерения температуры путем линеаризации характеристик термопреобразователей.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения температуры, .содержащее термоэлектрический преобразователь > подключенный ко входу первого .операционного усилителя, термопреобразователь сопротивления температуры свободных концов термоэлектрического преобразователя, подключенный через резистор к источнику питания и ко входу второго операционного усилителя, соединенного с делителем напряжения, введены два преобразователя напряжение - частота с нелинейными характеристиками, смеситель и дополнительный делительь напряжения подключен ный ко входу первого операционного усилителя, при этом выходы операционных усилителей через преобразователи напряжение - частота подключены ко

На фиг. 1 приведена бпок-схема устройства; на фиг. 2 - кривая зависимости термо-ЭДС термоэлектрического преобразователя от температуры; на фиг. 3

30 кривая зависимости преобразователя напряжение - частота от напряжения на его выходе.

Устройство для измерения температуры содержит термоэлектрический преоб разователь 1,свободные концы 2 которого находятся в тепловом контакте с термопреобраэователем сопротивления 3, подключенным через резистор 4 к источнику питания (не показан), делитель 5, дополнительный делитель 6, операционные усилители 7 и 8, два преобразователя напряжение - частота 9 и 10 с нелинейными характерйстиками, смеситель 11.

Преобразователи напряжение — часто45 та могут быть выполнены по схеме симметричного мультивибратора, причем нелинейность их характеристик формируется эа счет изменения напряжения базовых цепей мультивибратора. Харак40

3 10120 ния выходного напряжения усилители-7, что достигается изменением коэффи жента деления делителя 6, подбирается такой диапазон работы преобразователя, в котором нелинейность характеристики S преобразователя 9 {фиг. 3) является обратной по отношению к нелинейности характеристики термоэлектрического преобразователя 1 (фиг. 2). В этом случае выходной сигнал преобразователя напряжение - частота 9 линейным образом зависит от температуры термоэлекь рнческого преобразователя 1.

Сигнал с термопреобразоватепя сопротивления 3 поступает через операционный усилитель 8 на преобразователь напряжение - частота 10. При этом нелинейность термопреобразователя 3 компенсируется нелннейностью преобразователя напряженые - частота 10. 20

Компенсация термо-ЭДС свободных концов термоэлектрического преобразователя 1 осушествляется путем вычнС С тания в смесителе 11 нз частоты, процорцнонапьной величине термо-ЭДС термоэлектрического преобразоватепя 1, частоты, пропорциональной величине тер мопреобразователя сопротивления н со ответственно термо-ЭДС свободных кон цов термоэлектрического преобразова гели 1.

Экспериментальная проверка показы вает возможность получения погрешности измерения температуры от нелинейности в диапазоне измеряемых температур от 0 до 600оС не хуже 0,25%. Ком пенсацня температуры свободных концов в диапазоне температур от -30 до

+30 С осуществляется с погрешностью о не бопее 1%.

Наличие в предлагаемом устройстве сь|есителя н двух преобразователей нап ряженке - частота позволяет одновремен- но с повышением точности измерения обеспечить получение выходного сигнала устройства в частотном виде.

ВНИИПИ Заказ 2745/49 Тираж 871 - Подписное

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, .4