Устройство для измерения температуры

Устройство для измерения температуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение может быть использовано при построении точных устройств для преобразования температуры при четырехпроводной схеме подключения термопреобразователя сопротивления (ТС). Цель изобретения - повышение точности измерения. Выходное напряжение операционного усилителя 10 прямо пропорци-. онально изменению сопротивления ТС. С выхода операционного усилителя 10 напряжение поступает на первый вход блока 19 деления, на второй вход которого подается напряжение, компенсирующее влияние сопротивления ТС в начале диапазона измеряемых температур. На выходе блока 19 деления формируется сигнал, которьй зависит только от изменения сопротивления ТС и не зависит от величины измерительного тока. В результате этого устраняется : ej ность измерения. 1 ил. влияние с: изменения измерительного тока на-точ- (Л со 05 ю со ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСЙИХ

РЕСПУБЛИК, (19) (11) 62957 А1 (51) 4 G 01 К 7/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР— — -.

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ; -, 13

Н АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4085279/24-10 (22) 07.05.86 (46) 30. 12.87. Бюл. № 48 (71) Специальное конструкторское бюро биологического приборостроения

АН СССР (72) Б.Д.Хасцаев (53) 536.531(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 614340, кл. G 01 К 7/16, 1976.

Авторское свидетельство СССР

¹ 838416, кл. С 01 К 7/16, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение может быть использовано при построении точных устройств для преобразования температуры при четырехпроводной схеме подключения термопреобразователя сопротивления (ТС) .

Цель изобретения — повышение точности измерения. Выходное напряжение операционногб усилителя 10 прямо пропорционально изменению сопротивления ТС.

С выхода операционного усилителя 10 напряжение поступает на первый вход блока 19 деления, на второй вход которого подается напряжение, компенсирующее влияние сопротивления ТС в начале диапазона измеряемых температур.

На выходе блока 19 деления формируется сигнал, который зависит только от изменения сопротивления ТС и не зависит от величины измерительного тока. В результате этого устраняется влияние изменения измерительного тока на-точ, (O ность измерения. 1 ил.. 1362957—

Нт U„ ) (Ко где Ь падение напряжения на термопреобразователе сопротив- 40 ления; падение напряжения на токовом выводе 2, ток источника 6 тока, сопротивление термопреобра- 45 зователя сопротивления в начале диапазона измеряемых температур изменение сопротивления термопреобразователя сопротив- 50 ления в пределах диапазона измеряемых температур, сопротивление токового вывода 2.

Rî

Напряжения U также поступает на инвертирующий вход операционного усилителя 16 посредством потенциального вывода 5 и резистора 14. На выходе

Изобретение относится к электротермометрии и может быть использовано при построении точных устройств для преобразования температуры в случаях четырехпроводной схемы подключения термопреобразователя сопротивления.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

На чертеже представлена схема пред-1р лагаемого устройства.

Устройство содержит термометр 1 сопротивления, имеющий четыре вывода для связи: токовые выводы 2 и 3 и по- тенциальные выводы 4 и 5. Термометр 1 сопротивления посредством токовых выводов 2 и 3 подключен к измерительному источнику 6 тока через токоограничивающий резистор 7 и резистор 8 сравнения.

Устройство также содержит первый резистор 9, первый операционный усилитель 10 с отрицательной обратной связью, образованной резистором 11, первый 12, второй 13, третий 14 и чет-25 вертый 15 входные резисторы, второй операционный усилитель 16 с отрицательной обратной связью, образованной резистором 17, и резистором 18, включенным между неинвертирующим входом 30 и общей шиной, и блок 19 деления.

Устройство работает следующим образом.

На инвертирующий вход операционного усилителя 10 через входной резистор 13 поступает напряжение операционного усилителя 16 напряжение равно

Ц:с IR

Кос (2)

ВХ2 R л1 где Ко — сопротивление резистора 17;

К, — сопротивление резистора 14.

При (3)

Влиянием сопротивлений потенциальных выводов 4 и 5 термопреобраэователя сопротивления пренебрегаем, так как эти сопротивления значительно меньше входных сопротивлений операци-, онных усилителей 16 и 10 и через них протекают весьма ограниченные токи.

Напряжение U e, через входной резистор 15 поступает также на инвертирующий вход операционного усилителя 10 и суммируясь с напряжением Us

ВХ1 компенсирует падение напряжения на сопротивлении токового вывода 2. Так достигается эффект полного устранения влияния сопротивлений выводов термопреобразователя сопротивления, а также линии связи (при подключении термопреобразователя посредством линии связи) на точность. измерения.

Третьим сигналом операционного усилителя 10 является падение напряжения U< на резисторе 8, которое подается через входной резистор 12.

Оно компенсирует влияние сопротивления

R„ и определяет начало диапазона преобразования температур Вхэ IRñ (4) где R с — сопротивление резистора 8 сравнения.

Таким образом, напряжение U >,„, на выходе операционного усилителя 10 равно сумме трех сигналов

U ьх U вк U кз У = -R (— --+ — — + — — ) (5)

ВЫк1 оо К г ;1 где К2. Кз, КФ вЂ” сопротивления входных резисторов 12, 13 и 15;

R — сопротивление резисос тора 11.

При К т = К В = R = R, R = R с учетом выражений (1), (2), (3) из (5) получим

Кос

U = — — -I(R +дК +R -К

Вых 1 R 0 1т л

R oc I JR

-R) (6) о R ,Из (6) видно, что выходное напряжение операционного усилителя 10 прямо пропорционально лишь изменению со1362957

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения температуры, содержащее термометр сопротивления, первый токовый вывод которого через токоограничивающий резистор подключен к первому выводу источника

Составитель В.Куликов

Техред Л.Сердюкова

Корректор С.Черни

Редактор Ю.Середа

Заказ 6390/28

Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 противления термопреобразователя сопротивления, а значит измеряемой температуре.

При использовании медного термопреобразователя сопротивления выражение (6) примет следующий вид: — I-А R

Roc

ВьФ R о з (7) где А — постоянный коэффициент, измеряемая температура.

С выхода усилителя 10 напряжение

U z„ поступает на первый вход блока 19 деления, на второй вход которого подается напряжение Ue„ . При этом на выходе блока деления формируется сигнал

Б ьых1 Кос

U =К- — - — = — -- dR (à7 ьь<х2 U ),Р

Sxs С где К вЂ” коэффициент преобразования блока деления.

Напряжение П „1 зависит только от изменения сопротивления термопреобразователя и не зависит от величины измерительного тока I, в результате чего также устраняется влияние изменения измерительного тока на точность измерения. тока, второй вывод которого через резистор. сравнения подключен к общей шине, соединенной с вторым токовым

5 выводом термопреобразователя сопротивления, первый операционный усилитель с отрицательной обратной связью, неинвертирующий вход которого соединен через первьгй резистор с общей шиной, а инвертирующий вход через первый и второй входные резисторы соединен соответственно с вторым выводом источника тока .и первым потенциальным выводом термометра сопротивления, 1я второй потенциальный вывод которого соединен с первым выводом третьего входного резистора, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены блок деления, четвертый входной резистор и второй операционный усилитель с отрицательной обратной свя-. зью и резистором, включенным между неинвентирующим входом второго опера25 ционного усилителя и общей шиной, при этом инвертирунлщий вход второго операционного усилителя подключен к, второму выводу третьего входного ре- . зистора, а выход через четвертый

Зо входной резистор соединен с инвертирующим входом первого операционного усилителя, выход которого соединен с первым входом блока деления, второй вход которого соединен с вторым выво35 дом источника тока,