Устройство для измерения разности температур

Устройство для измерения разности температур

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ,РАЗНОСТИ ТЕМПЕРАТУР, содержащее два термометра сопротивления,соединенные последовательно с источником ; тока, и операционный усилитель, охваченный отрицательной обратной связью , коэффициенты передачи которого по инвертирующему и неинвертирующему входам находятся в соотношении 2:1, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения , первые выводы термометров сопротивления соединены с источником тока и неинвертирующим входом операционного усилителя при помощи первых пройодов трехпроводной линии связи , вторые выводы термометров сопротивления при помощи вторых проводов линии связи соединены между собой и общим проводом, а при помощи третьих проводов линии связи подключены к инвертирующему входу опе (Л рационного усилителя. . ч

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СВИ ВИ

РЕСПУБЛИК ае 09. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

: . И PB TOPOIONIV ВВИВВТВИ ВТВУ, ЛВУВВP

Юаюмжо

1 (21) . 2736711/24-10. (22) 16.03.79 (46) 07.12.84. Бюл. 11В 45 (72) П.АВДехтярчук и Б.И.Кудлак (71) Ивано-Франковское специальное конструкторское бюро средств автоматизации (53) 536.532(088.8) (56) 1. Заявка ФРГ 11В 2700953, кл G 01 К 7/20, опублик. 13.07.78.., 2 ° Авторское свидетельство СССР

11В 857739, кл. G Ol К 7/14, 1978 (прототип). (54)(57) устРойство Для измкРкния

,РАЗНОСТК ТКИПКРАТУР, содержащее два термометра сопротивления, соединен- ные последовательно с источником тока, и операционный усилитель, охваченный отрицательной обратной связью, коэффициенты передачи которого по инвертирующему и неинвертирующему входам находятся в соотношении

2:1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, первые выводы термометров сопротивления соединены с источником тока и неинвертирующим входом операционного усилителя при помощи нервых проводов трехпроводной линии связи, вторые выводы термометров сопротивления при помощи вторых проводов линии связи соединены между собой и общим проводом, а при помощи третьих проводов линии связи подключены к инвертирующему входу операционного усилителя ° :! 128

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и может быть использовано при создании аналоговых и цифровых измерителей температуры, содержащих параметрические первичные преобразователи, например в теплосчетчиКах.

Известна трехпроводная схема измерения разности температур термометрами сопротивления, включенными !0 в смежные плечи моста, соединенного с источником стабилизироВанного напряжения Ц .

Такая схема позволяет уменьшить погрешность измерения, обусловлен- 15 ную изменением сопротивления подводящих проводов линии связи.

Однако наличие дополнительных

° переменных резисторов, предназначенных для регулирования величины 20 тока в плечах моста, с целью поддержания его постоянным с требуемой точ-! ностью (0, Х), существенно усложняет схему измерения. Кроме того, зависимость выходного сигнала от разности температур в достаточно широком динамическом диапазоне получается нелинейной.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является ус30 тройство для измерения разности температур, содержащее два термометра .сопротивления, соединенные последовательно с источником тока, и операционный усилитель, охваченный отрицательной обратной связью, коэффициенты передачи которого по инвертирующему и неинвертирующему входам находятся я соотноненнн 2:! (2) .

В известном устройстве автоматически устраняется погрешность измерения, обусловленная. влиянием изменения сопротивления проводов линии связи и обеспечивается линейная заз висимость выходного сигнала от разности температур.в широком динами- 45 ческом диапазоне.

Однако известное устройство не обеспечивает необходимой точности, если сопротивления проводов двухпроводной линии связи к разным термомет- 50 рам существенно отличаются.

Целью изобретения является повышение точности иэмерения ° разности температур.

Поставленная цель достигается тем,55 что в устройстве для измерения разности температур,. содержащем два термометра сопротивления, соединенI!

25 2 ные последовательно с источником то- ка, и операционный усилитель, охва" ченный отрицательной обратной связью, коэффициенты передачи которого по инвертирующему и неинвертирующему входам находятся в соотношении 2:1, первые выводы термометров сопротивления соединены с источником тока и неинвертируюш им входом операционного усилителя при помощи первых проводов трехпроводной линии связи, вторые выводы термометров сопротивления при помощи вторых проводов линии связи соединены между собой и общим проводом,а при помощи третьих проводов линии связи подключены к инвертирующему входу операционного усилителя.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства для измерения разности температур.

Устройство содержит два термометра 1 и 2 сопротивления, трехпроводные линии связи 3 и 3, состоящие

1 иэ первых проводов 4 и 5, вторых проводов 6 и 7 и третьих проводов

8 и 9, источник 10 тока, операционный усилитель 11, согласующие резисторы !2 — !5 и резисторы !6 и 17 обратной связи

Устройство работает следующнм

2образом.

При протекании тока от источника

10 тока через термометры 1 и 2 происходит падение напряжения на этих термометрах. Эти напряжения суммируются с падением напряжений на первых проводах 4 и 5 и на вторых проводах 6 и 7 трехпроводных линий свяi зи 3 и 3, и поступают через согласующие резисторы 12 и 13 на инвертирующий вход операционного усилителя

11, охваченного отрицательной обратной связью через резистор 16. На неинвертирующий вход операционного усилителя 11 через согласующие резисторы 14 и 15 поступают посредством третьих проводов 8 и 9 падения напряжений на вторых проводах 6 и

7 трехпроводной линии связи 3 и 3

Выходное напряжение U щ операционного усилителя !1 определяется выражением нозК О К,-(lj,Ê, И,К,), где U„ U„ U>,04 — напряжения на соответствующих входах операционного усилителя; где смОе щщцди Заказ 9019/30 Ти аж 822

Филиал ППП Патевт, r.Óêãîðîä, ул.Проектвав, 4

3 1281

К,К вЂ” коэффициенты передачи операционного усилителя по соответствующим входам.

Для выбранной полярности источни- 5 ка 10 тока выражение (1) можно привести к виду

"вы„=r(X, аг "ъ "д I (Кг" г Кз "Ф (2)ток источника 10 тока;

R,R — сопротивления термометров 1 и 2

R4,R<,R<,Rz — сопротивления проводов линий связи.

Если сопротивления первых и вторых проводов линий связи для каждого термометра равны между собой, т.е. R .— R< и R = Rz, что обычно и реализуется на практике, то

1 вы "4 1 г "з R, HkzRz 2k R -К,Кь(3)

Для исключения влияния сопротив 4 ления проводов линий связи 3 и 3 как следует из (3), необходимо ве25 личины согласующих резисторов 12-15 и резисторов 16-17 обратной связи подобрать таким образом, чтобы выполнялось условие

К =К =2К =2К4=К.

В этом случае выходное напряжение прямо пропорционально разности сопротивления термометров и не зависят от сопротивления линий связи, т.е.

Ф ,, !1„,„=К, т (R,-R,q.

На практике удобно задаться определенными значениями коэффициентов передачи

К =К =*2 К =К =1.

1 3 4

Тогда можно получить простые соотношения между сопротивлениями резисторов

iz 1 14 1 Э 1Ь Я 1! Э °

Предложенное устройство позволяет, измерять разность температур или тем- перат spy (если один термометр сопротивления и схему соединения исклю" чить) в большом диапазоне с высокой точнсотью, даже если сопротивления линий связи к разным термометрам различны и находятся в разных условиях.