Устройство для компенсации температурной погрешности электрического измерительного преобразователя

Патент 1075172

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ПОГРЕШНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ , содержащее первый операционный усилитель, в цепь обратной связи которого по инвертирующему входу включен термозависимый элемент, второй операционный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к выходной цепи первого операционного усилителя , и третий операционный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к выходной цепи второго операционного усилителя, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона термокомпенсации, выходная цепь третьего операционного усилителя соединена с инвертирующими входами первого и второго операционных усилителей/ а его инвертирующий вход подключен к выходной цепи термокомпенсируемого преобразователя. СП ГчЭ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н двторСНЬм свидкткльстам

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3517224/18-21 (22) 22.11.82 .(46) 23.02.84 Бюл. М 7 (72) В.T. Клименко, Ю.A. Михайлов и В.В ° Бысов (53) 621.31?.7(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 515059, кл. С 01 Н 27/02, 1969.

2. Патент ФРГ 9 2652314, кл. G 01 R 19/32, 1979 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ

ТЕМПЕРАТУРНОЙ ПОГРЕШНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ, содержащее первый операционный усилитель, в цепь обратной связи которого по инвертирующему входу вклю"

„„SU„„1075172 А

3(59 G 01 R 11 185 G 01 R 19/32 чен термозависимый элемент, второй операционный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к выходной цепи первого операционного усилителя, и третий операционный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к выходной цепи второго операционного усилителя, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения диапазона термокомпенсации, выходная цепь третьего операционного усилителя соединена с инвертирующими входами первого и второго операционных усилителей, а его инвертирующий вход подключен к выходной цепи термокомпенсируемого преобразователя.

1075172

Изобретение относится к электроиэмерительной. технике и предназначено для использования при исследованиях электрическими средствами. физико-химических свойств веществ,. например, удельной электропроводности растворов.

Известно термокомпенсирующее-устРойство, содержащее последовательно включенные термочувствительный элемент, дифференциальный трансформа- 10 торный блок и измерительный усилитель с выходным трансформатором-, обмотка обратной связи которого через делитель напряжения соединена с цепью питания диФференциального трансформа- )5 торного блока fl) .

Недостаток устройства, осуществляющего преобразование нелинейно изменяющегося от температуры сопротивления в линейно изменяющееся напряжение, связан с низкой точностью термокомпенсации, обусловленной тем, что выходное напряжение термопоправки зависит в конечном счете только от температуры и не учитывает влияние других факторов.

Использующиеся в устройстве сигналы переменного тока. характеризуются фазовыми сдвигами, что также вызывает дополнительные погрешности термокомпенсации.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устрой ство для компенсаций температурной погрешности электрического измерительного преобразователя, содержащее, 35 первый-операционный усилителй, инвертирующий вхоц которого подключен .к выходной цепи термокомпенсируемого преобразователя, а в цепь обратной связи по входу включен термоэависи- 40 мый элемент, второй операционный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к выходным цепям термокомпенсируемого преобразователя и пеРвого опеРационного усилителя, и 45 третий операционный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к выходным цепям термокомпенсируемого преобразователя и второго операционного усилителя fZ) ..

Недостаток известного устройства проявляется в невозможности обеспечения термокомпенсации во всем диапазоне изменения температуры. Полная компенсация температурной погрешности достигается только при трех значениях температуры вЂ” градуировочной и двух симметричных относительно ее значениях. В промежуточных точках компенсация осуществляется с погрешностью, определяемой степенью минеа- 60 ризации температурных зависимостей сопротивления цепи обратной связи первого операционного усилителя и измеряемого параметра, Зависимость измеряемого параметра от температуРы 65 аппроксимируется полиномом второй степени, а если позволяет допустимая точность измерения вЂ” линейной зависимостью. Это напряжение, умноженное на коэффициент передачи, представляющий собой функцию температуры, поступает на выход первого операционного усилителя. Поэтому на выходе первого каскада получается напряжение, степень зависимости от температуры которого в лучшем случае увеличивается на порядок. Так, если входное напряжение интерполировалось линейной зависимостью, на выходе зависимость станет квадратичной, если она была квадратичной, станет кубической и т.д..

Таким образом, в известном устройстве невозможно получить напряжение термопоправки с той же функциональной зависимостью от температуры, что и сигнал измеряемого параметра.

Целью изобретения является расширение диапазона термокомпенсации.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для компенсации температурной погрешности электрического измерительного преобразователя, содержащем первый операционный усилитель, в цепь обратной связи которого по инвертирующему входу включен термозависимый элемент, второй операционный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к выходной цепи первого операционного усилителя, и третий операционный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к выходной цепи второго операционного усилителя, выходная цепь третьего операционного усилителя соединена с инвертирующими входами первого и второго операционных усилителей, а его инвертирующий вход подключен к выходной цепи термокомпенсируемого преобразователя.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предложенного устройства для компенсации температурной погрешности электрического измерительного преобразователя.

Устройство содержит первый операционный усилитель 1, в цепь обратной связи которого по инвертирующему входу включен тврмозависимый элемент (терморезистор) 2, второй операционный усилитель 3, инвертирующий вход которого подключен к выходной цепи операционного усилителя 1, и третий операционный усилитель 4, инвертирующий вход которого подключен к выходным цепям операционного усилителя 3 и термокомпенсируемого преобразователя (не показан) с сигнальным напряжением 0 э», а выходная цепь, включающая в себя делитель 5 напряжения, соединена с инвертирующими

1075172

Составитель Л, Морозов

Редактор Т. Кугрышева Техред A.Бабинец Корректор О. Билак

Заказ 492/38 Тираж 711 Попписное

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 входами операционных усилителей 1 и

Устройство работает следующим образом.

Нетермокомпенсированный сигнал через резистор 15 подается на инвер- 5 тирующий вход операционного усилителя 4. Часть выходного сигнала опера- . ционного усилителя 4 с помощью делителя 5 напряжения через резистор 6 подводится к инвертирующему входу 10 операционного усилителя 1 с терморезистором 2 в цепи обратной связи.

Терморезистор 2 вносит функцию температуры в операционный- усилитель 1. Сигнал с выхода операционного усили- 5 теля 1 через резистор 10 поступает на инвертирующий вход операционного усилителя 3. На этот же вход через резистор 11 направляется сигнал с делителя 5 напряжения. В результате сложения двух сигналов на выходе операционного усилителя 3 формируется сигнал со значением, соответствующим величине термопоправки. Напряжение термопоправки принимает нулевое значение при принятом исходном значении градуировочной температуры. При отклонении температуры от градуировочного значения на выходе операционного усилителя 3 появляется ненулевой сигнал.

ПоскоЛьку на инвертирующий вход опе- о рационного усилителя 1 подается термокомпенсированный (независящий от температуры) сигнал с выхода операционного усилителя 4, а функция температуры вводится цепью обратной связи с терморезистором 2, на выходе операционного усилителя 1 образуется напряжение, функционально зависящее как и сигнал измеряемого параметра, от температуры (c тем же порядком). С выхода операционного усилителя 3 через резистор 14 напряжение термопоправки поступает на инвертирующий вход операционного усилителя 4. Одновременно на этот же вход направляется сигнал измеряемого параметра. В результате сложения этих сигналов на выходе операционного усилителя 4 и всего устройства в целом формируется выходное термокомпенсированное напряжение

Величина термопоправки может

Вь х регулироваться делителем 5 напряжения.

Таким образом, благодаря обеспечению одной и той же функциональной зависимости от температуры сигнала термопоправки и сигнала измеряемого параметра предлагаемое устройство позволяет осуществлять термокомпенсацию во всем диапазоне изменения температуры.