Устройство для измерения отношенияразностей температур

Устройство для измерения отношенияразностей температур

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Соеетскин

Социалистическими

Реслублии

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (»>808875 (61) Дополнительное к авт.синд-ву (22) Заявлено 07.05.79 (2I ) 2762368/18-10 с нрисоедннением заяви» М— (23 ) Приоритет

Опубликовано 28.02.8 1. бюллетень,М 8 (5()М. Кл.

G 01 К 7/16

3Ьвунарстнвввй квмнтет

СССР ав аннам нзеброеннй в атнумтнй .. (53) УД К 536.53 (088. 8) Дата олублнковання олисания 03.03.81 (72) Автор изобретения

В. LL Гринец

: Д

Львовский ордена Ленина политехнический ин титут".:,:.;...".> (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ

РАЗНОСТЕЙ ТЕМПЕРАТУР

Изобретение относится к температур-, ным измерениям и предназначено для точного измерения отношения разностей температур.

Известно устройство для измерения отношения разностей температур, содержащее четыре трансформатора тока, первичные обмотки которых подключены к источнику питания, ко вторичным обмоткам трансформаторов тока подключены термометры сопротивления, потенциальные

to выводы которых соединены между собой последовательно и через два нуль-индикатора подсоединены к цепи компенсации, содержащей два компенсационных реохарда и вспомогательные резисторы fl).

3$

Недостатки устройства — низкая точность измерения, вызванная,погрешйостями трансформаторов тока, нуль-индикаторов, низкая надежность иэ-аа наличия двух реохордов с подвижными контактами.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения температуры, котсрое может быть использовано дпя измерения отношения разностей температур, содержащее последовательно соединенные и подключенные к стабилизатору гока два термометра сопротивления, потенциальные выводы которых через четыре ключа и две резистора соединены со входом усилителя переменного тока, выход которого соединен с последовательно включенными демодулятором, усилителем и резистором нагрузки, генератор, выход которого соединен с управляющими входами ключей и демодулятором (2). Недостатком устройства является низкая точность измерения отношения разностей температур, так как при этом требуется проводить измерения температуры в четырех точках, а затем производить математические вычисления.

1(ель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены два последовательно соединенных rep8088 5 мометра сопротивления, включенных между резистором нагрузки и земляной шиной устройства, четыре ключа и два резистора, причем потенциальные выводы дополнительных термометров через дополнительные ключи и резисторы соединены со входом усилителя переменного тока, а управляющие входы дополнительных ключей соединены с выходом генератора.

На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения отношения разностей температур.

Устройство содержит термометры 1 и

2 сопротивления, дополнительные термометры 3 и 4 сопротивления, стабилизатор 5 тока, ключи 6 — 9, дополнительные ключи 10 — 13, генератор 14 прямоугольных импульсов, резисторы 15 и 16 сумматора, дополнительные резисторы 17 и 18, усилитель 1 9 переменного тока, демодулятор 20, усилитель 21 постоянного тока, резистор 22 нагрузки., Последовательно соединенные термометры 1 и 2 сопротивления подключены к стабилизатору 5 тока, а цепочка из дополнительных последовательно соединенных термометров 3 и 4 включена между резистором нагрузки и земляной шиной устройства. Потенциальные выводы термометров 1 и 2 соединены со входами ключей

6-9, а потенциальные выводы термометров 3 и 4 подключены ко входам дополнительных включей 10-13. Выходы попарно соединенных Ключей 6 и 7, 8 и 9

10 и 11, 12 и 13 подключены к резисторам 15-18 сумматора, общая точка соединения которых через усилитель 19, демодулятор 20 и усилитель 21 постоянного тока подключены к резистору 22 нагрузки, последовательно с которым включены термометры 3 и 4.

Один выход генератора 14 подключен к входам управления ключей 6 9,11 и 12, а другой выход генератора соединен со входами управления четырех ключей 7, 8, 10 и 13. Третий выход генератора подключен ко входу управления демодулятора 20, Устройство работает следующим образом.

Через термометры 1 и 2 протекает ток Хо стабилизатора 5 и создает на них падение напряжения соответственно

0» и 02 . Напряжение с потенциальных зажимов термометров 1 и 2 поступает на входы ключей 6-9. При этом на вход ключа 6 подается напряжение ключа 7 — 0, ключа 8 — Ug, ключа 9—

Uy . Через термометры 3 и 4 протекает. вькодной ток устройства I. На входы ключей 10-13 с потенциальных зажимов термометров 3 и 4 подаются соответственно напряжения 0»п- О»з

В первый полупериод управляющего напряжения генератора 14 замыкаются ключи 6, 9, 11 и 12 на выходе сумматора, образованного резисторами 15-18. В точ° ке соединения этих резисторов при усло10 вии равенства величин сопротивлений резисторов 15-18 образуется прямоугольный импульс напряжения, амплитуда которого равна:

04+ Uy»-V»»+О»2

ФМ1

Во второй полупериод включаются ключи 7,8,10 и 13, а ключи 6,9,1ф и 12 го размыкаются. Амплитуда импульса выходного напряжения в этом случае равна: +7+ 3+ »О + 15 мг

Переменная составляющая выходного напряжения сумматора, поступающая на вход усилителя 19 будет равна разности амплитуд прямоугольных импульсов, т.е.

Ь О= щ»-U 2=< DO(>» 2) 1(>- )1 где P<, P>, P3, Р4 < соответственно величины сопротивле35 ний термометров

123 и 4.

Переменное напряжение дЦ усиливается усилителем 19, преобразуется в постоянное напряжение в демодуляторе 20

40 и затем усиливается усилителем 21. Выходной ток I усилителя 21, который является выходным параметром устройства, протекает по резистору нагрузки 22 и термометрам 3 и 4.

Статическая система, состоящая иэ усилителей 19 и 21 и демодулятора 20, с точностью до ошибки статизма устанавливает выходной ток Х такой величины, чтобы OV на выходе усилителя 19 было

50 равно нулю. В этом случае выходной ток

1 равен величине к4 %2 А R» и 2 Т» Т1 — 1Π— 1 0

55 Ъ" 4 aR Ъ-n R Тз(Ц где R -" R4,+aR;; ай;=явдат»; я, ротивление термометров при начальном

806875 значении измеряемой температурьп К.— температурный коэффициент сопротивления термометров, Ti — измеряемая температура 1 термометра ((=1,2,3,4).

Из выражения (4) видно, что выходной ток устройства I пропорционален отношению разностей измеряемых температур и не зависит от сопротивления линий связи.

В установившемся режиме ьО на выходе усилителя 19 близко к нулю, а выходной ток (или ток обратной связи) соэдаег на термометрах 3 и 4 падения напряжения так, чтобы выполнялось условие (4).

При резком изменении отношения разности температур на входе усилителя 19 появляется сигнал разбаланса ь О, который, усиливаясь, вызывает соответствующее изменение тока обратной связи I,. и устройство вновь приходит в установившееся состояние.

Выходное напряжение устройства с резистора 22 нагрузки подается на вход регистратора.

Погрешность устройства определяется соотношением величин сопротивлений 1518 сумматора и термометров и уменьшается с его увеличением. Точность работы устройства определяется точностью резисторов 15-18.

Применение предлагаемого устройства обеспечивает высокую точность измерения .отношения разностей температур благодаря применению компенсационного метода измерения; строго линейную зависимость выходного тока от отношения разностей температур, отсутствие влияния изменения сопротивления линии связи на точность измерения; отсутствие влияния дрейфа напряжения усилителей на точность измерения..

Предлагаемое устройство может быть использовано для работы с различными датчиками сопротивления неэлектрических величин, а также для точного измерения: приращения сопротивления, например Р., тивления, включенных между резистором

36 нагрузки и земляной шиной устройств& °

$5

2$ (для этого необходимо, чтобы R<, R> и

Я4 не изменяли своих значений в процессе измерения); величины обратно пропорциональной приращению сопротивления, например R3, при постоянных значениях величин сопротивлений И,, R>, R<, отношений сопротивлений, например R„ P>, прикъо Я40

Формула изобретения

Устройство для .Измерения о тношения разностей температур, содержащее последовательно соединенные и подключенные к стабилизатору тока два термометра сопротивлений, потенциальные выводы которых через четыре ключа и два резистора соединены со входом усилителя переменного тока, выход которого соединен с последовательно влюченными демодулятором, усилителем и резистором нагрузки, генератор, выход которого соединен с управляющими входами ключей и демодулятором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности измерения, в него дополнительно введены два последовательно соединенных термометра сопрочетыре ключа и два резистора, причем потенциальные выводы дополнительных термометров через дополнительные ключи и резисторы соединены со входом усилителя переменного тока, а управляющие входы дополнпгельных ключей соединены с вьасодом генератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

No 402761, кл. 5 01 К 7/16, 12.07.71.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке % 2535511/18-10, кл. Q 01 К 7/10, 21.10.77 (прототип).

Составитель В. Голубев

Р едактор М. Ткач Техред 3.Савка Корректор Н.Степ

Заказ 397/43 Тираж &f5 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж36, Раушская наб., д. 4/8

Филиал ППП Патент, г. Уиллере», ув. Йфеаиивае, 4