Устройство для измерения температуры

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее термбэлектричесхвй преобразователь, подкто ченвый ко входу первого операшонного усилителя, термопреобрааовагель сопротивления температуры свободных концов термоэледстрического преобразователя, подключенный через резистор к источнику Питания н ко входу второго операционного усилителя, соединенного с делителем напряжения, отличающееся, тем, что, с. целью повышения точности измерения температуры путем . ПИИ характеристик термопреобразователей , в него введены два преобразоват ля напряжение - частота с нелинейными характеристиками, смеситель и дополнительный делитель напряжения, подключенный ко входу первого операоисшного усилителя при этом выхоиы операционных усилителей через npeo6paaoBaTejfti напряжениегастота подключены ко входам СО смесителя. . ю о

„„SU„„1012040

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (д) Ci Ol К 7/02; GO1 К 7/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHQMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ. ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3354367/18 10 (22) 16.11.81 (46) 15.04.83. Вюп. ¹ 14 (72) В. А. Вознюк, Н. А. Сидоров и Б. А. Караков (53). 536.532 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 408170, кл. 601 К 7/12, 1979.

2. Патент США .№ 3956686, кл. 73-361, .опублик. 1976.

3. Патент США ¹ 4157663,,кп. 73-361, опублик. 197.8 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее термоэлектрический преобразователь, подключенный ко входу первого операционного усилителя, термопреобразователь сопротивления температуры свободных концов термоэлектрического преобразователя, подключенный через резнстор к источщмку питания и ко входу второго операционного усилителя, соединенного с делителем напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я, тем, что, с, целью повышения то щости измерения температуры путем линеариза-. ций характеристик термопреобразователей, в него введены два преобразователя напряжение - частота с нелинейными характеристиками, смеситель и дополнительный делитель напряжения, подключенный ко входу первого операционного усилителя; при этом выходы операционный усилителей через преобразователи напри-, Я жение-частота подключены ко входам смесителя.

1012040

Изобретение относится к температурным измерениям, а точнее к устройствам для измерения температуры, в которых в качестве чувствительного элемента используется термоэлектрический преобразователь с компенсацией термо-ЭЛС свободных концов и линеаризацией характеристики . термопреобразователя.

Известно устройство для измерения температуры, содержащее термоэлектрический преобразователь, сумматор, термопреобраэователь сопротивления для измерения температуры свободных концов термоэлектрического преобразователя, включенный в мостовую схему, блок линеаризации, блок регистрации Pl ) .

Недостатком этого устройства является его сложность, а также недостаточно высокая точность измерения, так как в нем линеаризации подвергается суммарный сигнал термоэлектрического преобразователя и термопреобразователя сопротивления.

Известно устройство для измерения температуры, содержащее термоэлектрический преобразователь, подключенный ко входу операционного усилителя, термопреобразователь сопротивления температуры свободных концов термоэлектричеокого преобразователи, включенный в цепь обратной связи второго операционного усилителя, выход которого соединен со входом первого усилителя (2 ) .

Недостатком известного устройства является нелинейная .зависимость выходно1 о сигнала устройства от температуры, Наиболее близким к предлагаемому по техническрй сущности является устрой ство для измерения температуры, содержащее термоэлектрический преобразователь, подключенный ко входу первого операционного усилителя, термопреоб разователь сопротивления температуры свободных конц в термоэлектрического преобразователя, подключенный через резистор к источнику питания и ко входу второго операционного усилителя, соед мненного с делителем напряжения, при этом выход первого операционного усилителя соединен со входом второго операционного усилителя Р 3) .

Однако это устройство не позволяет обеспечить высокую точность измерения температуры, так как в нем отсутствует линеариэация характеристик термопреобразователей.

50 теристика такого преобразоватепя приведена на фиг. 3.

Устройство работает следующим образом, Сигнал с термоэлектрического преоб разователя 1 через операционный усилитель 7 поступает на преобразователь напряжение - частота 9. Меняя режим работы преобразователя путем изменеЦель изобретения — повышение точности измерения температуры путем линеаризации характеристик термопреобразователей.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения температуры, .содержащее термоэлектрический преобразователь > подключенный ко входу первого .операционного усилителя, термопреобразователь сопротивления температуры свободных концов термоэлектрического преобразователя, подключенный через резистор к источнику питания и ко входу второго операционного усилителя, соединенного с делителем напряжения, введены два преобразователя напряжение - частота с нелинейными характеристиками, смеситель и дополнительный делительь напряжения подключен ный ко входу первого операционного усилителя, при этом выходы операционных усилителей через преобразователи напряжение - частота подключены ко

На фиг. 1 приведена бпок-схема устройства; на фиг. 2 - кривая зависимости термо-ЭДС термоэлектрического преобразователя от температуры; на фиг. 3

30 кривая зависимости преобразователя напряжение - частота от напряжения на его выходе.

Устройство для измерения температуры содержит термоэлектрический преоб разователь 1,свободные концы 2 которого находятся в тепловом контакте с термопреобраэователем сопротивления 3, подключенным через резистор 4 к источнику питания (не показан), делитель 5, дополнительный делитель 6, операционные усилители 7 и 8, два преобразователя напряжение - частота 9 и 10 с нелинейными характерйстиками, смеситель 11.

Преобразователи напряжение — часто45 та могут быть выполнены по схеме симметричного мультивибратора, причем нелинейность их характеристик формируется эа счет изменения напряжения базовых цепей мультивибратора. Харак40

3 10120 ния выходного напряжения усилители-7, что достигается изменением коэффи жента деления делителя 6, подбирается такой диапазон работы преобразователя, в котором нелинейность характеристики S преобразователя 9 {фиг. 3) является обратной по отношению к нелинейности характеристики термоэлектрического преобразователя 1 (фиг. 2). В этом случае выходной сигнал преобразователя напряжение - частота 9 линейным образом зависит от температуры термоэлекь рнческого преобразователя 1.

Сигнал с термопреобразоватепя сопротивления 3 поступает через операционный усилитель 8 на преобразователь напряжение - частота 10. При этом нелинейность термопреобразователя 3 компенсируется нелннейностью преобразователя напряженые - частота 10. 20

Компенсация термо-ЭДС свободных концов термоэлектрического преобразователя 1 осушествляется путем вычнС С тания в смесителе 11 нз частоты, процорцнонапьной величине термо-ЭДС термоэлектрического преобразоватепя 1, частоты, пропорциональной величине тер мопреобразователя сопротивления н со ответственно термо-ЭДС свободных кон цов термоэлектрического преобразова гели 1.

Экспериментальная проверка показы вает возможность получения погрешности измерения температуры от нелинейности в диапазоне измеряемых температур от 0 до 600оС не хуже 0,25%. Ком пенсацня температуры свободных концов в диапазоне температур от -30 до

+30 С осуществляется с погрешностью о не бопее 1%.

Наличие в предлагаемом устройстве сь|есителя н двух преобразователей нап ряженке - частота позволяет одновремен- но с повышением точности измерения обеспечить получение выходного сигнала устройства в частотном виде.

ВНИИПИ Заказ 2745/49 Тираж 871 - Подписное

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