Устройство для измерения разности температур

Устройство для измерения разности температур

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ ТЕМПЕРАТУР, содержащее две термопары, выходы которых через ключи подсоединены к входу -дифферен- . циального усилителя постоянного тока , о тл ич ающеес я тем, что, с целью повышения точности измерения , в устройство введены мультивибратор и соединенные последовательно линеаризатор, усилитель перейенного тока, демодулятор, выход которого является выходом устройства , при этсл клсоды ключей, соединяющих одноименные идводы термопар,попарно соединены между собой и подключены к входу дифференциального усилителя, выход которого соединен с входом линеаризатора, а мультивибратор одним из своих выходов соеди:нен с управляющими входами двух ключей , связанных с первой термопарой, другим выходом соединен с управляющими входами двух других ключей| связанных с второй термопарой и с синхронизирующим входом демодулятора. (Л

QO)03 СОВЕТСКИХ

CCIHMMON

РЕОП ЖЛИН

Эпн) Q 01 К 7/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ COG

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3375129/18-10 (22) 29.12.81 (46) 23,04.83 Бюл. Р 15 (72) А.П.Лукашев и В.Д.Смирнов (53) 536.532(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 152095, кл. 4 01 К 7/02 1962, .. 2. Авторское свидетельство СССР

Р 508684, кл. С; 01 К 7/02, 1972 (прототип ), (54)(57 ) CTPOACTB0 ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

РАЗНОСТИ ТЕМПЕРАТУР, содержащее две термопары, выходы которых через ключи подсаединены к входу дифференциального усилителя .постоянного тока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности иэ„SU„„1013771 мерения, в устройство введены мультивибратор и соединенные последова1 .тельно линеаризатор, усилитель переменного тока, демодулятор, выход которого является выходом устройства, при этом выходы ключей, соединяющих одноименные. выводы термопар,по" парно соединены между собой и подключены к входу дифференциального усилителя, выход которого соединен с входом линеариэатора, а мультнвибратор одним из своих выходов соеди-.

:нен с управляющими входами двух ключей, связанных с первой термопарой, другим выходом соединен с управляю, щими входами двух других ключей связанных с второй термопарой и с син- I хронизирующим входом демодулятора.

1013771

l<„(at„+ Ь „)+О„пРи т= T„2„т„(2„+1) (1)

K„(at2+t,t2)+U„aPa T=T„(2„+1)tT„(2„1J, Н=0,1 к... о коэффициент усиления Уси- Сигнал 0< преобразуется с помощью лителя. 7; линеариватора 8 в сигнал iUg, прапорТ„ T> — время и длительность им- циоиальный температуре, который рапульса мультивибратора 11.. вен

Ай

1г1 n2 n n n ((1(у K при Т=Т 2 —: Ò (2 +1)

К g +О K npat T= Tn (2„ì)-: T (2n+2) g

1 22 2"2 2

l1 0,1,2 °" Оо .

Изобретение относится к измерению температуры и может быть исполь зовано для измерения разности температуры с помощью термопар с электрически связанными горячими спаями.

Известно устройство для измерения 5 разности температур в электропроводящих средах, содержащее две термопары, запоминающие конденсаторы, электромеханические ключи и усилитель g 1 .

Недостатком этого устройства яв- ляется низкая точность измерения, которая обусловлена наличием помехи, возникающей на кбнтактах электромеханических ключей, а также тем, что величина выходного сигнала этого устройства пропорциональна разности термо-ЭДС термопар, величина которой эависйт не только от разности температур,.но и от абсолютного значения температуры.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения разности температур термопарами с электрически связанными горячими спаями, содержащее две термопары, два запоминающих

)конденсатора, четыре ключа и диф,ференциальный усилитель постояннОго тока (2 ). 30

Недостатком данного устройства является все еще .низкая точность измерения разности температур при измерении уровня температур в широком диапазоне, осуществленная существенной зависимостью разности термо-ЭДС термопар от значения температур. Величина разности термо-ЭДС например, хромель-копелевых термопар, соответствующая разнос- 40 ти температур в 1О С, в области 0 С отличается от величины разности термо-ЭДС, соответствующей 10 С в области 400 С на 25%. . Целью изобретения является павы- 45 шение точности измерения разности температур посредством термопар с электрически связанными горячиь спаями.

Поставленная цель достигается . тем, что в устройство введены мультивибратор и соединенные последовательно линеаризатор, усилитель переменного тока, демодулятор, выход которого является выходом устройства, при этом выходы ключей, соединяющих одноименные выводы термопар, попарно соединены между собой и подключены к входу дифференциального усилителя. выход которого соединен с входом линеаризатора, а мультивибратор одним из своих выходов со- единен с управляющими входами двух ключей, связанных с первой термопарой, другим выходом соединен с управляющими входами двух других ключей, связанных .с второй термопарой и с синхронизирующими входами демодулятора.

Линеаризация характеристик термопар, выполняемая с помощью одного линеариэатора одновременно с гальва-.

I нической развязкой выводов термопар, обеспечивает независимость точности измерения разности температур от абсолютного значения температур;

На чертеже представлена схема устройства. Устройство содержит термопары 1 и 2 с электрически связанными горячими спаями, ключи 3-6, дифференциальный усилитель 7 постоянного тока, линеаризатор 8, усилитель 9 переменного тока, демодулятор 10 и мультивибратор 11.

Устройство работает следующим обр.азам.

Термо-ЭДС Е и Е с выходов тер1 2 мопар 1 и 2, связанные с измеряемой температуроу t зависимостью вида

Е = at + bt (а и b коэффициенты пропорциональности ), поочередно во времени поступают с помощью ключей

3,4 и 5,6 на вход усилителя 7. При этом выходной сигнал усилителя 7 0„ равен:

1013771 где К - коэффициент преобразования i(tÄ - t >) усиливается с помолинеаризатора 8. щью усилителя 9, выходной сигПеременная составляющая сигнала нал которого (У прн этбм раО, амплитуда которой равна 1/2 К„К гг венг

-4I2K K K (4 -t ), яре T=T 2 (2 +1)

4ф К.г к2 З ), ггри Т=Т (2гг г)+ T>(2„+2).

30, Сигнал Оз преобразуется с помощью разователей, входящих в устройство дембдулятора 10 в сигнал постоянного и не зависит от уровня температур. õà 64 гравныйг Так как погрешность преобразователей, усилителей и линеаризатора, Ц4 КгК2КЗК4 (. » t2), (4 J ) 5 Входящих в устройство г можно Выпол» нить достаточно малой (0,1 - 0,2Ъ

Мультивибратор 11 служит для для усилителей, 0,2 — 0,5% для линесинхронизации работы ключей 3-6 и,аризатора), используя для их постродемодулятора 10. ения, например, операционные усилиИз выражения (41 следует, что тели в микросхемном исполнении, то выходной сигнал устройства зависит

20 погрешность всего устройства полутолько от разности температур и чается более чем на порядок меньшая, не "зависит от уровня температур. чем у известного решения (0,1 — 1,0Ъ)

Таким образом, точность устройст- при изменении уровня температур в ва зависит только от точности преоб- диапазоне 0 — 400 С.

Составитель Н. Горшкова

Редактор T. Киселева Техред С.Мигунова Корректор

Заказ 3002/49 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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