Устройство для измерения коэффициента термоэлектродвижущей силы материалов

Устройство для измерения коэффициента термоэлектродвижущей силы материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к области контактной термометрии.

Известны устройства для измерения коэффициента термоэлектродвижущей силы материалов (Авт. Свид. СССР №440571, G01K 7/02, Бюл. №31 от 25.08.74), содержащие исследуемую и измерительную термопары, гальванометр, делитель напряжения и источник питания к нему.

Недостатком таких устройств является значительная погрешность измерения, обусловленная разным и неодновременным уравновешиванием термоэлектродвижущей силы исследуемой и измерительной термопар, а также низким быстродействием проведения измерений.

Известно устройство для измерения коэффициента термоэлектродвижущей силы материалов, принятое за прототип (Авт. Свид. СССР №440571, G01K 7/02, Бюл. №31 от 25.08.74), содержащее исследуемую и измерительную термопары, гальванометр, делитель напряжения и источник питания, в котором одна из термопар используется в качестве источника питания делителя напряжения.

Недостатком этого устройства также является низкая точность измерения, обусловленная субъективным характером установки нуля гальванометра, а также низким быстродействием проведения измерений.

Техническая сущность предлагаемого изобретения состоит в исключении из устройства гальванометра с ручной установкой нулевых значений разностных сигналов термоэлектродвижущих сил.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение быстродействия и точности измерений.

Технический результат достигается тем, что устройство для измерения коэффициента термоэлектродвижущей силы материалов, содержащее исследуемую и измерительную термопары, делитель напряжения и источник питания к нему в виде одной из термопар, дополнительно снабжено петлей отрицательной обратной связи, состоящей из последовательно соединенных усилителя, генератора управляемой частоты и преобразователя частоты в напряжение, выход, которого подключен к потенциометру, соединенного своим ползунком со второй термопарой, а нижним выводом с входом усилителя и через его входное сопротивление с общей точкой сопротивлений делителя напряжений, а выход генератора связан также с выходом устройства.

Схема устройства для измерения коэффициента термоэлектродвижущей силы материалов показана на чертеже.

Устройство содержит исследуемую термопару 1, измерительную термопару 2, сопротивления 3 и 4 делителя напряжения, последовательно соединенные усилитель 5, генератор управляемой частоты (ГУЧ) 6 и преобразователь частоты в напряжение 7, выход которого подключен к потенциометру 8, соединенному своим ползунком со второй термопарой 2, а нижним выводом с входом усилителя 5 и через его входное сопротивление с общей точкой сопротивлений 3 и 4 делителя напряжений, при этом выход ГУЧ 6 соединен также с выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

Горячий спай измерительной термопары 2 приводят в тепловой контантакт с горячим спаем исследуемой термопары 1. Холодные спаи термопар подключают к общей точке делителя напряжения (сопротивление 3). Разностный сигнал с делителя напряжения и термоэлектродвижущей силы термопары 2 подается через потенциометр 8 на вход усилителя постоянного напряжения 5, который управляет частотой F_вых двуквадрантного частотно-импульсного преобразователя напряжения с характеристикой

где k = const;

U - выходное напряжение усилителя 5. Напряжению положительной полярности соответствуют импульсы положительной полярности, а напряжению отрицательной полярности - импульсы отрицательной полярности.

Преобразователь частоты в напряжение 7 преобразует входную частоту в пропорциональное напряжение на потенциометре 8. Полярность напряжения определяется полярностью импульсов частоты F_вых.

Таким образом, на вход усилителя 5 подается разностное напряжение, которое изменяет частоту F_вых ГУЧ так, чтобы ликвидировать возникающий разбаланс на входе усилителя 5. Значение коэффициента термоэлектродвижущей силы находится расчетным путем, например регистрируя частотомером частоту и полярность импульсов ГУЧ.

Перемещением ползунка потенциометра 8 можно изменять чувствительность устройства в широких пределах.

Введение в устройство для измерения коэффициента термоэлектродвижущей силы материалов отрицательной обратной связи, состоящей из усилителя 5, генератора управляемой частоты 6, преобразователя частоты в напряжение 7 и потенциометра 8, позволило создать устройство с высоким быстродействием и точностью работы.

Устройство для измерения коэффициента термоэлектродвижущей силы материалов, содержащее исследуемую и измерительную термопары, делитель напряжения и источник питания к нему в виде одной из термопар, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено петлей отрицательной обратной связи, состоящей из последовательно соединенных усилителя, генератора управляемой частоты и преобразователя частоты в напряжение, выход которого подключен к потенциометру, соединенному своим ползунком со второй термопарой, а нижним выводом с входом усилителя и через его входное сопротивление с общей точкой сопротивлений делителя напряжений, а выход генератора связан также с выходом устройства.