Устройство для измерения температуры

А.»»

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

»»»»»»»

Я=СГЬ БЛИН (1% (11) 3(5D 0 01 J 5 60

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

OllHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 1990464/26-25 (22) 28.01.74 (46 ) 07. 12. 83. Bsm. М 45 (72) A.A.Макух, В.H . .Селивестров, В.A.Öâåãêîâ и Э.A.((1eëêoâûé (53 ) 536. 522 (.088. 8 ) (5 4)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее объектив, полевую диафрагму, два фотоэлектрических канала с фотоприемниками, в одном из которых установлены светофильтр и ослабитель, и нуль орган, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения методической погрешности измерения, оно содержит перестраиваемый монохроматор, установленный в другом фотоэлектрическом канале, который связан с нуль-органом.

4ь

CO

Ж сО

ОО

496918 где Лиям

С2

Известны фотоэлектрические устройства для измерения температуры на автоматическом сравнении интенсивности энергии излучения объекта в двух фиксированных спектральных участках.

К основным недостаткам известных устройств измерения цветовой температуры следует отнести увеличение относительной методической погрешности измерения и уменьшение чувствительности при увеличении температуры измеряемого объекта, нелинейность логарифмической градуировочной шкалы и ограниченный динамический диапазон измерения для фиксирован- 15 ных спектральных интервалов светофильтров.

Целью изобретения является создание устройства, обладающего меньшей относительной методической погрешностью измерения, особенно в области высоких температур, имеющего линейную градуировочную шкалу и постоянную чувствительность в ширбком динамическом 25 температурном диапазоне измерения.

Сущность устройства заключается в том, что оно кроме объектива, полевой диаграмы, светоделителя, одного фиксированного спектрального. фильтра и двух фотоприемников, содержит перестраиваемое монохроматизирующее устройство — монохроматор, установленный после светоделителя, перед одним из фотоприемников. Температура контролируемого объекта в устройстве определяется по эффективной длине волны пропускания перестраиваемого монохроматора в момент равенства энергии излучения в фиксированном более длинно- 49 волновом спектральном интервале, уменьшенной в выбранное число раэ, и энергии излучения, падающей на фотоприемник, .после перестраиваемого монохроматизирующего устройства.

Величина относительной методической погрешности измерения предлагаемого устройства определяется той же формулой, что и для устройств, реализующих классический цветовой спо- 5О соб измерения температуры

3 il T (Д Ti

ver изм qrar изм

0п, (1(М с2 f(Л1/ TI

55 и . и,м относительная методическая погрешность измерения; фиксированная и изменяeMasi эффективные длины 60 волн; измеряемая температура телами вторая константа излучения; 65 цЛ,т), — излучательные способносЕ(1Т ) ти измеряемого тела в спектральных интервалах Л;,. иЛ.

Из уравнения (1) и из принципа работы устройства видно, что с увеличением измеряемой температуры эффектив-. ная длина волны пропускания перестра-: иваемого монохроматора Л щ „ уменьФ д шается, что приводит к уменьшению эквивалентной длины водны

Отсюда следует, что величина относительной методической погрешности измерения в данном устройстве при уве-. личении измеряемой температуры меньше, чем в устройстве, реализующем цветовой метод измерения, где эквивалентная длина волны Л постоянна.

Градуировочная шкала данного устройства линейна в широком температурном интервале, что определяет постоянство чувствительности в широком динамическом интервале измеряемых тем-. ператур.

Принцип построения устройства, расположение его элементов, их взаимодействие и. электрическая измерительная схема представлены на чертеже.

Излучение от измеряемого объекта объективом 1 фокусируется на полевую диафрагму 2, определяющую диаметр визирной площадки измеряемого тела.

Часть излучения после полевой диафрагмы поступает на первый канал, состоящий из зеркально-линзового перестраиваемого монохроматора 3, область пропускания.излучения по длинам волн которого определяется положением полевой диафрагмы 4, механически перемещаемой вместе с фотоприемником 5.

Излучение в узкой спектральной области пропускания монохроматора 3 преобразуется в электрический сигнал приемником 5 оптического излучения, усиливается усилителем 6 и сравнивается по напряжению на сравнивающем устройстве 7 с сигналом, эквивалентным энергии излучения в фиксированном спектральном диапазоне, сформированным вторым оптическим каналом, состоящим из фокусирующей линзы 8, спектралъного светофильтра 9, приемника 10 оптического излучения, усиленного усилителем 11 и ослабленным в выбранное число раз делителем

12 напряжения.

Сигнал рассогласования сравнивающего устройства 7, усиленный усилителем 13, изменяющийся как по знаку напряжения, так и по амплитуде, управляет работой электродвигателя 14, 496918

Редактор П. Горькова Техред Yi. Кузьма

Заказ 10775/5 Тираж 873

КорректорМ. Шарошн

Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 перемещающего диафрагму 4, определяющую спектральную область пропускания монохроматора до Оффективной длины волны пропускания, при которой напряжение, эквивалентное энергии излу* чения от измеряемого тела в фиксированном спектральном интервале, ослабленное в выбранное число раз .будет равно напряжению, эк ивалент .ному энергии излучения в перестраиваемом спектральном интервале.

В момент равенства энергий на индикаторном устройстве 15 отсчитывается эффективная длина волны пропускания перестраиваемого монохром матора — положение диафрагмы 4, однозначно определякщая измеряемую температуру объекта.