Устройство для автоматической компенсации погрешности термопар

Устройство для автоматической компенсации погрешности термопар

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

№ 101709 "reap< » г"Ми а щ

Класс 21е, 25а9

42i, 8я, СССР

ОПИСАНИЕ VSOEPETE »

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М, А. Каганов

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОМПЕНСАЦИИ

ПОГРЕШНОСТИ ТЕРМОПАР

Заявлено 24 августа 1953 r. за М i(-370/450866 в Министерство электростанции и электропромышленности

Одной из основных причин погрешности измерительной схемы с термоэлемептами является изменение температуры холодных спаев.

Шкала прибора (милливольтметра, гальванометра), в цепь которого ьключена термопара, обычно градуируется в единицах температуры; прибор показывает истинную температуру лишь в том случае, когда температура холодного спая равна градуировочной.

Наиболее совершенным методом устранения влияния изменения темПературы холодного спая на показания измерительного прибора является метод автоматической компенсации погрешности термопар.

Для осуществления этого метода известно применение зависящего от температуры сопротивления, расположе шсго таким образом, чтобы его температура совпадала с температурой холодного сная термопары.

В частности, известны устройства с последоватс ir:III IM включением указанного сопротивления и термопары в одно из плеч моста, а, такэке устройства с включением термопары последовательно с гальванометро»i, а сопротивления — в одно из плеч моста, Ссновными недостатками таких устройств являются потеря значительной части мощности, развиваемой термопарой, и невозможность компенсации погрешности с достаточной точностью в случае значительных колебаний температуры.

Согласно изобретению, в целях уменьшения потерь мощности, развиваемой термопарой, и повышения точности компенсации, параллельно измерительному прибору, включенному в цепь термопары, подключена мостовая схема с большим входным сопротивлением, одно из плеч которой образовано вышсуказанным сопротивлением, выполненным нелинейным и имеющим температуру холодного спая.

В основе предложенного устройства для автоматической компенсации гюгрешности термопар лежат следующие теоретические соображения.

Как извсстно, э. д. с. Е термопары при температурах спаев Т и 7в может быть представ,печа суммой двух э. д. с. той же термопары, из которых первая определяется температурами Т и Т в, а вторая— температурами Тв и Т е.

Если Т вЂ” измеряемая температура, Тв — градуировочная темпера¹0 101709

l тура холодного спая и 7 о --- его действительная температура, то величина э. д. с. F (Т о, Т, ) определяет (в случае отсутствия компенсации) погрешность измерения.

Отклонение стрелки измерительного прибора, вкл!Оченного в цепь термапары, пропорционально величине така

Е (7, 7 (,) У г где — сопротивление цепи прибора и термопары.

Для компепсац.?и погрешности достаточно, чтобы через измерительный прибор дополнитсльно проходил ток .С (У,, ° <) Г

Это условие обеспечивается подключением параллельно измерительному прибору мостовой схемы, одно из плеч которой образовано сопротивлением (термистором), имеющим нелчнейную зависимость от температуры.

На фиг. 1 и 2 представлены при?Iципиальная и полн":ë электрические схемы предложенного устрсйст«я; па фиг. 3 — характеристики полупроводниковог0 сопротивления.

Ня фиг. 1 обозначено: 7 — — термспара, „,„; добавочное сопротивление, г,, I., ;;, г? †- — Сапроти«лсния, «I< iII0iIeIIIIbIe rIo c?!e: e моста. CcnPOT 1« ieH1Ie f ? прсдст !«, INDICT с060А полупроводниковое сопротивление (термистор), Ime!o!!Iec нелинейную зависимость от температуры.

Входное сопротивление моста с0 стороны прибора, шунтирующее посчедний„легко может быть получено значительно пре«ышяющим сопротивление прибора, вследствие чего практически весь ток термопары проходит через прибор, т. е. потери мощности отсутствуют. По этой же причине не играет роли и изменение входного сопротивления моста при изменении температуры (за счет изменения сопротивления r!).

В предложенной схеме принципиальное значение имеет применение полупроводниковых термосопротивлений.

Зависимость тока в диагонали моста ат температуры сопротивления этого типа может быть представлена семейством кривых i = f (T), имеющих вид, показанный на фиг. 3.

Переход от одной кривой к другой осуществляется соответствующим изменением 11apa?v!eTpoa моста. Кри«ые не пересекаются друг с другом, кроме заранее выбранных граничных точек. Часть кривых имеет положительную криВизну часть — Îтрпцательную, а одна из кривы; практически не отличается от пряМай

Имея возможность в достаточно широких пределах изменять форму кривой зависимости тока от температуры, ма к ю всегда подобрать параметры схемы таким образом, чтобы ток В диагонали моста был тождественно равен току термопяры

В случае применения металличеСИИх Сс IpOTIIBJICIIHH (для KOTOpbIX спрягедлив линейный закон зависимости сопротивления от температу) ы) семс cTBÎ кривых, я;!Ялогичш ?х представленному па фиг. 3, pHc?Ioëàгается в очень узкой области выше ,?инс::.юй зависимости, т. с. кривые скязыВЯIОтся 06«я цсппь!. Iи В(п нуTGстью вниз. В то же время зависи. .ость э. д. с. термопар от температурыы, КЯI, и р я Вила, В?: р сБкястс !! «р?,—

Вой, обращенной Вогнутост?я» Вверх.

Дсс1 Оипством иредложеппагО ст рсйства является также ВозможНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВЯТЬ ПОЛПУIО ШКЯЛ прибора и, соответственно, повысить точность из.;!ерений. Обычно прибор имеет шкалу, отградуировапную от пуля до максимально возможной разности температур холодного и горячего спаев тсрмопары. Между тем измерения à.÷àñòóþ гроизвачятся лишь в ограниченном интервале температур. Таким соразом, значите. ?ьная часть шкалы прибора не используется. Применение предложенной схемы компенсации позволяет за величину 7 О выбрать не температуру, б,чизкую к фа ктической