Шумовой термометр

Шумовой термометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистичесник

Республик

Г 872984 (61) Дополнительное к авт. свил-ву . (22) Заявлено 29.11. 79 (21) 2843964/18-10 с присоединением заявки № (23 ) Приоритет (51)M. Кл.

Я 01 К 7/30 Ъвударстеееы6 кемитет

СССР ае делам взабретеннй н втерытк»

Опубликовано 15,10.81, Бюллетень № 38 (53) УДК536.53 (088. 8) Дата опубликования описания 18.10.81

Б. Н. Олейник, Н. А. Соколов, А. А. Борисов и А. И. Зйсмонт (72) Авторы изобретения (7l ) Заявитель (54 ) ШУМОВОЙ TEPMONETP

Изобретение относится к температурным измерениям, а именно к шумовой термометрии.

Известен шумовой термометр, содержащий датчик температуры вЂ,резистор, усилители, детекторы, фильтры, переключатель. В этом термометре для голучения непосредственной оценки изо меряемой температуры напряжение шума усиливается в двух каналах, детектируется, а затем перемножается (11, Для данного термометра характерна недостаточно высокая точность измерения температуры.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является îвой термометр, содержащий измерительный и .опорный.зашунтированный конденсатором резисторы, подключенные через коммутатор ко входу широкополосного усилителя, выход которого соединен со входами высокочастотного и низкочасто

mего измерительных каналов, каждый из которых содержит последовательно

2 соединенные полосовой фильтр, детектор, фильтр. низких частот и регистратор 1.23..

Недостатком этого шумового термометра является .низкая точность измерения температуры, обусловленная влия" нием погрешности. выравнивания уровней сигналов на выходе низкочастотного измерительного канала на точность выравнивания уровней сигналов на выходе

10 высокочастотного канала в процессе измерения температуры.

Цель изобретения — повышение точ15 ности измерения температуры.

Поставленная цель достигается тем, что в шумовой термометр введены делитель и схема вычитания, входы которой соединены с выходами фильтров низкой частоты, а выход — с первым входом делителя, второй вход которого соет- динен с выходом фильтра низкой часто ты и регистратором низкочастотного измерительного канала, а выход подклю8729 цен к регистратору высокочастотного измерительного канала.

На чертеже показана структурная схема шумового термометра.

Шумовой термометр содержит измерительный резистор 1, зашунтированный паразитной емкостью 2, опорный резистор3, зашунтированный конденсатором

4,коммутатор, широкополосный усилитель 6, выход которого соединен с высокочастотным (ВЧ)и низкочастотным (НЧ) измерительными каналами. ВЧ измерительный канал включает полосовой фильтр 7, детектор 8, фильтр низких частот 9, схему вычитания 10, делитель 15

ll и регистратор 12. НЧ измерительный канал включает полосовой фильтр 13, детектор 14, фильтр низких частот 15 и регистратор 16.

Шумовой термометр работает следую20 щим образом.

Резисторы 1 и 3 с помощью коммутатора 5 поочередно подключаются к усилителю 6. При этом шумовой сигнал, возникающий на резисторах 1 и 3, поо25 чередно усиливается. Затем он подается на полосовые фильтры 7 и 13 наст1 роенные соответственно на область высоких частот щ 1/RC и область низких частот и) 4. 1/ВС, где Ш круговая частота; R — - сопротивление резистора 1; С вЂ” величина емкости 2, После фильтрации шумовые сигналы детектируются детекторами 8 и 14 и пропускаются через фильтры низких частот 9 и 15. Уровни шумовых сигналов фиксируются регистраторами 12 и 16.

В ВЧ измерительном канале сигнал 0 после фильтра низких частот 9 подается на схему вычитания 10, где он вычи тается из сигнала U H . С выхода схемы 40

9. вычитания разностный сигнал поступает на делитель, где он делится на сигнал Он . Так как сигнал U равен

Я сигналу V H, где 4 -коэффициент, учитывающий шунтирующее влияние ем- 45 кости на высокой частоте, то сигнал.на выходе делителя определяется выражением

0 1 q

При измерении температуры первоначалЬно при подключении опорного Нп и измерительного R резисторов регулировкой В0 выравнивают уровни сигналов на выходе НЧ измерительного канала, которые соответственно равны 55 . 11 но- ("о Co ) 4 1 1р <о и ; (1> Ä= K(R,Ñ) 4к гр.а

84 4 где К вЂ” коэффициент передачи тракта усилечия шумового термометра, зависящий при точных измерениях от произведения R С или

Ro C01 — постоянная Больцмана;

Я вЂ” полоса пропускания НЧ канала;

Т,иТ вЂ” соответственно температуры эталонного и измерительного резисторов.

Затем, чтобы обеспечить выполнение условия К(й С1= K(Q . Со), регулировкой СО выравнивают уровни сигналов 0* на выходе ВЧ канала при под-

2 ключении опорного и измерительного резисторов

-й (ДО (P0 | -0)

Oд„= - Ч(Яс), Ф

Перечисленные операции повторяют, пока не будут одновременно выполнять-, ся )равенства (1но = (1ни, a также(1д0= l 0. а следовательно, и f o Ъо)= Я- ).

После выравнивания сигналов на выходе

ВЧ и НЧ измерительных каналов вычисляют искомую температуру, которая определяется выражением

70(RÎ )

В предлагаемом шумовом термометре по сравнению с известным повышается точность измерения температуры, так как устранена погрешность выравнивания сигналов на выходе ВЧ канала,воз-. никающая за счет неточного выравнивания сигналов на выходе НЧ канала.

Формула изобретения

Шумовой термометр, содержащий измерительный резистор и опорный резистор, зашунтированный конденсатором, через коммутатор ко входу широкополосного усилителя, выход которого соединен со входами высокочастотного и низкочастотного измерительных каналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные полосовой фильтр, детектор, фильтр низких частот и регистратор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения температуры, в него вве872984 дены делитель и схема вычитания,входы которой соединены с выходами фильтров низкой частоты, а выход — с первым входом делителя, второй вход которого соединен с выходом фильтра низкой частоты и регистратором низкочастотного измерительного канала, а выход подключен к регистратору высокочастотного измерительного канала. 6

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Н 475516, кл, Я 01 К 7/30, 1973.

2; Picttup С.Р. High Resu1ution

Noise Thermometer for the Temperature

Range 90- 100 К. - Netroiogiа, 1975, v. 11, N- 4 р ° 151-159 °

Составитель В. Куликов

Редактор Л. Копецкая Техред С.Мигунова Корректор Л, Бокшан

Заказ 9012/61 Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35 Раушская наб. «8. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,ул.Проектная,4