Устройство для измерения разности температур

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам измерения температуры. Цель - повышение точности измерения в условиях воздействия электромагнитных полей, а также расширение диапазона измерения разности температур. Сигнал, пропорциональный температуре от терморезисторов 1,2, с выхода электрического моста 3 поступает на дифференциальный усилитель 4 и далее на две термоэлектрические термобатареи 8, 7, расположенные в термостате 9 с радиатором. Тепловая энергия -от термоэлектрических батарей поступает на расположенный между ними термочувствительный пьезоэлектрический резонатор 10, подключенный к входу генератора 11, выход которого подключен к измерительному блоку 12. 2 ил. (Л

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УБЛИ К

159 4 G 01 К ?/32

--ИЧ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. В»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21 j 4088822/24-10 (22) 14.07.86 (46) 30. 12.88. Бюл. В 48 (72} В.С.Москалев, Л,А.Свержин и А,А,Леонов (53} 536.53 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 273163, кл. G 01 К 7/24, 1970 °

Патент США N- 4143549. кл. G 01 К 7/32, 1979 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОС"

ТИ ТЕМПЕРАТУР (57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам измерения температуры. Цель - повышение точности измерения в условиях воздействия электромагнитных полей, а также расширение диапазона измерения разности температур, Сигнал, пропорциональный температуре от терморезисторов 1, 2, с выхода электрического моста 3 поступает на дифференциальный усилитель 4 и далее на две термоэлектрические термобатареи

8, 7, расположенные в термостате 9 с радиатором. Тепловая энергия от термоэлектрических батарей поступает на расположенный между ними термочувствительный пьезоэлектрический резонатор 10, подключенный к входу генератора 11, выход которого подключен к измерительному блоку 12.

2 ил.

1448222

Изобретение относится к измери.тельной технике, а именно к средствам измерения температуры, и может найти применение в машиностроительной, авиационной, судостроительной, электронной и химической промышленности.

Цель изобретения " повышение точности измерения в условиях воз- 10 действия электромагнитных полей, а также расширение диапазона измерения разности температур.

На фиг.1 приведена схема устройства для измерения разности темпера" 15 тур; на фиг.2 — конструкция термостата.

Устройство для измерения разности температур содержит терморезисторы

1, 2, дифференциально включенные 20 в плечи электрического моста ", дифференциальный усилитель 4, выполненный на транзисторах 5 и 6, две твердотельные термоэлектрические микробатареи 7 и 8, термостат 9, термочувстви- 25 тельный пьезоэлектрический резонатор 10, генератор 11 и измерительный

1 блок 12,Элементы 7-11 образуют пре-. образователь разности электрических сигналов в частоту 13, Термостат 9 30 имеет оболочки 14 и 15 из теплоизолирующего материала, а также радиатор 16.

Устройс",Hî работает следующим образом. 35

При равенстве температур объектов, контролируемых термореэисторами 1 и 2, сопротивления терморезисторов равнь1.

При этом разность потенциалов в точках измерительной диагонали моста 3 10 равна нулю. Через термоэлектрические микробатареи 7 и 8, подключенные к симметричнъ1м выходам дифференциального усилителя А, протекают начальные токи, устанавливаемые при настройке устройства и позволяющие поддерживать в рабочей камере термостата 9 температуру Т„, соотвстствующую нулевой разности температур.

При наличии перепада температур

50 любого знака разность потенциалов в точках измерительной диагонали моста

3 отлична от нуля, На входы дифференциального усилителя ц подает" ÿ уп= равляющее напряжение. Через микробатареи 7 и 8 протекают токи, соответствующие управляющему напряжению, Ь рабочей камере термостата 9 устанавливается температура, отличная от температуры Т . Теплоизолирующая обо лочка 14 при этом разделяет соответ-, ствующие спаи термоэлектрических микробатарей 7 и 8.

Для поддержания приблизительно постоянной температуры спаев микробатарей 7 и 8, расположенных вне оболочки 1ч, последние размещены на радиаторе 16, который одновременно выполняет роль электромагнитного экрана, снижающего действие помех.

Общая тепловая стабильность термостата 9 обеспечивается теплоизолирующей оболочкой 15. Изменение температуры внутри рабочей камеры термостата 9 приводит к изменению частотных свойств резонатора 10, что, в свою очередь, вызывает изменение частоты генератора 11, которое регистрируется измерительным блоком 12.

Например, при повышении температуры объекта, контролируемого терморе" зистором 1, повышается потенциал базы транзистора 6. При этом возрастает ток транзи тора 6, протекающий через горячие спаи термоэлектрической микробатареи 8. Одновременно увеличивается запирающее напряжение на эмиттере транзистора 5, что приводит к уменьшению тока этого транзистора, -ротекающего через :холодные спаи термозлектрической микробатареи 7.

В результате указанного перераспределения токов, протекающих через термоэлектрические микробатареи 7 и 8, происходит повышение температуры в рабочей камере термостата 9, что ведет к повышению собственной частоты термочувствительного пьезоэлектрического резонатора 10, а следовательно, к повышению частоты си".нала генератора 11.

В том случае, когда температура объекта, контролируемого термореэистором 2, превышает температуру объ" екта, контролируемого терморезистором 1, увеличива.ется потенциал баэь1 транзистора 5. При этом возрастает ток транзистора 5 и уменьшается ток транзистора 6, что приводит к понижению температуры в рабочей камере термостата 6 и уменьшению частоты выходного сигнала генератора 11, Таким образом, температура в рабочей камере термАстата 9 изменяется в соответствии с изменением разности температур контролируемых объектов.

14482

Величина и знак изменения частоты генератора 11, а слеловательно, величина и знак разности температур контролируемых объектов, определяется при дальнейшей обработке сигнала измерительным блоком 12.

Ф о р м у л а и з о б р е ; е н н я

Составитель А. 111едрин

Редактор И. Касарда Техред И. Ходанич

Корректор С.Черни

Заказ б838/47 Тираж 607 Подписное

ВНИИПИ Гасударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул..Проектная, 4

Устройство для измерения разности температур, содержащее два термореэистора, включенных в смежные плечи электрического моста, дифференциальный усилитель, входы которого подклю- 5 чены к измерительной диагонали моста, преобразователь разности электрических сигналов в частоту и измерительный блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности 20 измерения в условиях воздействия электромагнитных полей и расширения диапазона измерения разности темпера22

4 тур, преобразователь разности электрических сигналов в частоту выполнен в виде термочувствительного пьезоэлектрического резонатора, первой и второй термоэлектрических микробатарей, термостата с радиатором и генератора, причем первая и вторая термоэлектрические микробатареи подключены к симметричным выходам дифференциального усилителя, термочувствительный пьезоэлектрический резонатор подключен к генератору, выход которого соединен с измерительным блоком, при этом термочувствительный пьезоэлектрический резонатор размещен в рабочей камере термостата между расположенными поочередно горячими спаями первой и холодными спаями второй термоэлектрических микробатарей, а холодные спаи первой и горячие спаи второй термоэлектрических микробатарей расположены на радиаторе.