Устройство для измерения температуры

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 K 7/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН 0 (л)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3672787/10 (22) 31.10.83 (46) 07,10.92. Бюл. N 37 (71) Институт технической теплофизики АН

УССР (72) Л.В.Гурьянов и В.П,Черняк (56) Патент США М 3715923, кл, G 01 К 1/16 (НКИ 73/361), опубл. 1973.

Авторское свидетельство СССР

N 1162299, кл, G 01 К7/12, 27.06.80. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее последовательную тепловую цепь, включающую в себя первый датчик теплового потока, первый термопреобразователь, тепловой насос, и теплоотводящее тело, компаратор, блок ключей, измерительный прибор и источник питания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены второй датчик теплового потока, второй термопреобразователь, стабилизатор тока, первый и второй усилители, а

Изобретение относится к термометрии, в частности, к устройствам для измерения температуры твердых тел и потоков жйдкостей или газов контактным методом.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

На фиг.1 схематично изображен первичный измерительный преобразователь устройства; на фиг.2 — структурная схема предлагаемого устройства для измерения температуры, Устройство содержит второй термопреобраэовател ь 1 сопротивления, первый датчик 2 теплового потока, первый термоп реобразовател ь 3 соп рати вления, второй датчик 4 теплового потока, контакти1

„„5U „„1767359 А1 также логическая схема ИЛИ, причем второй датчик теплового потока установлен между первым термопреобразователем и тепловым насосом, а второй термопреобразователь размещен на свбодной грани датчика теплового потока, первый и второй термопреобразователи включены последовательно в цепь стабилизатора тока, потенциальные вы воды второго термопреобразователя подключены к входу первого усилителя, выход которого подключен к информационному входу измерительного прибора, вход управления которого подключен к выходу логической схемы ИЛ И, входы которой подключены к выходам ком. паратора и входам блока ключей, соединенного с блоком питания и тепловь1м насосом, первый и второй датчики теплового потока электрически соединенй встречно-последовательно и подключены к входу второго усилителя, выход которого подключен к входу компаратора. : ..:.рующий с последним термоэлектрический тепловой насос 5, смонтированный на теплоотводящем теле 6 из теплопроводного и теплоемкого материала (например, из меди). Термопреобразователи сопротивления

1 и 3 включены в цепь стабилизатора тока 7, Устройство содержит также первый усилитель 8, измерительный прибор 9, логическую схему ИЛИ 10, второй усилитель 11, компаратр 12, блок 13 ключей и блок 14 питания.

Устройство работает следующим образом.

Осуществляют контакт первичного измерительного преобразователя с исследуемым объектом. При прохождении

1767359 измерительного тока через термопреобразователь 1 в нем выделяется тепло. Плотность теплового потока q, обеспечивающего рассеивание этого тепла одной торцовой поверхностью термопреобразователя 1

q=l R<

,г02 где D — диаметр термопреобразователя сопротивления.

Обеспечение этой плотности теплового потока приводит к падению температуры на преобразователе 2 теплового потока на величину

h ta — ц д где ilj — коэффициент теплопроводности преобразователя 2 теплового потока; д — его толщина.

Это снижает сопротивление термопреобразователя 3 на величину

ЛЯ вЂ” — В, . а. Лтд, где а — температурный коэффициент сопротивленйя.

Стабилизатор 7 тока обеспечивает прохождение через термопреобразователи 1 и

3 одинакового измерительного тока I. Тогда в термопреобразователе 3 выделяется тепла больше, чем в термопреобразователе 1 йа величину дg 2.д

Следовательно, плотность теплового потока цД, рассеивающего это тепловыделение, отличается от плотности теплового потока q, рассеивающего тепловыделение в.термопреобразователе 1 на величину .

4 ЬQ

Ьц= — —.

Л Q2

Через преобразователь теплового потока 4 проходит поток плотностью ад-=а+(ц- М).

При особо точных измерениях токи, 5 протекающие через термопреобразователи сопротивления устанавливают весьма незначительными, например, порядка 1 -10

А, что дает возможность в предложенном устройстве вариацией диаметра термопре10 образователя сопротивления 1, толщины д и теплопроводности ЛД преобразователя

2 теплового потока, а в некоторых случаях добавкой электросопротивления Ж4 к термопреобразователю 3 установить

1- > Лц< 1 Вт/м2, Тогда q„« - 2q.

В этом случае чувствительность преобразователя теплового потока 4 по отношению к чувствительности преобразователя 2 выбирается как 1:2.

При этом разностный сигнал от преобразователей усиливается дифференциальным усилителем 11 и в компараторе 12 сравнивается со значениями опорных напряжений, Компаратор 12 обеспечивает подключение к тепловому насосу 5 тока соответствующей полярности от блока 14 питания. При этом выход логической схемы

ИЛИ 10 заперт. Тепловой насос 5 обеспечивает отвод (или подвод) тепла от преобразователя 4 к теплоотводящему телу.

При достижении суммарным сигналом преобразователей теплового потока 2 и 4 нулевого уровня, блок 13 отключает источник питания от теплового насоса 5, логическая схема ИЛИ 10, воздействуя на управляющий вход измерительного прибора 9, обеспечивает измерение и индикацию искомого значения температуры.

40. 1767359

Составитель Г,Макаров

Техред М.Моргентал Корректор M.Ïåòðoâà

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул:Гагарина, 101

Заказ 3542 Тираж Подписное

BHÈÈÏÈ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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