Измеритель разности температур

Союз Советских

Социалистических

Республик

O П И С А Н И Е, s7ss7s

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К AITOPCNOMV СВИДЕТЕЛбСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.04,74 (2l) 2014S74/18-2 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.10.77, Бюллетень №3 (45) Дата опубликования описания 16.11.77 (51) М. КЛ.2

G 01 R 17/10

Государственный коиктет

Совета Мкнкстреа СССР во делам кэооретвнкв н открытки (53) УДК 621.317. .733 (088.8) (72) Автор, изобретения

Г. H. Паулин (71) Заявитель (S4) ИЗМЕРИТЕЛЬ РАЗНОСТИ ТЕМПЕРАТУР

Устройство предназначено для использования в измерительной технике для измерения разности температур, в частности,, в тепловых измерителях мощности СИЧ диан аэОна, 5

Известны измерители разности температур, представляющие собой термометрический мост, в два смежных плеча которого включены термометры сопротивлении с линейной зависимостью сопротивления от lO температуры, а в остальные плечи- постоянные резисторы f1).

Наиболее близки к предлагаемому измерители разности температур, состоящие из термометрического моста постоянного тока 15

p.. дифференциального усилителЯ пОСТОяннОГО тока, входные точки которого непосредственно соединены с выходными точками моста $2).

Недостатком прототипа является темпе- 20 ратурный дрейф нуля устройства, обусловленный главным образом температурным дрейфом нуля усилителя постоянного тока.

Бель изобретения — уменьшение температурного дрейфа нуля измерителя разнос- 25 ти температур — достигается тем, что в измеритель разности температур, содержащий мост постоянного тока, образованный двумя термометрами сопротивления, двумя постоянными резисторами и переменным резистором балансировки, источник питания моста и дифференциальный усилитель с цепью отрицательной обратнбй связи, введены три постоянных резистора и переменный резистор, крайние выводы которого подключены к обоим входам дифференциального усилителя, а его подвижный контакт через один иэ вновь введенных постоянных резисторов соединен с источником питания моста; остальные два постоянных резистора подключены к неинвертнрующему входу усилителя, причем второй вывод одного иэ этих резисторов соединен с одной вершиной измерительной диагонали моста, а второй вывод другого резистора — с корпусом.

Схема устройства представлена на чертеже.

Измеритель разности температур содержит постоянные резисторы R и R? в верхних плечах моста, термометры сопро5755 т = « „(1+ Аat), (9) где q, — сопротивление термометра З0 при 20 С; р . — темпе ат ный коэффициен1 р ур (1 С)„.

М t — 20; (10)

С вЂ” температура окружающей среды.

В дальнейшем будем полагать, что тем. пература обоих термометров сопротивления одна и та же, т.е. измеряемая разность температур равна нулю.

Напряжение смещении нуля усилителя постоянного тока изменяется в зависимости от температуры по закону: (11) где .,U нап «Мжение смещения нуля усилителя при 20 С;

)5- температурный коэффициент (в/ С).

Напряжение смешения нуля усилителя50 это напряжение, которое необходимо приложить ко входам И-Н усилителя для того, чтобы напряжение иа выходе усилителя было равно нулю. Приложенное ко входам усилителя напряжение равно алгебраической сумме падений напряжений на резисторах г, г г, ц . Следовательно, для того, чтобы напряжение на выходе усилителя было равно нулю, сумма пад ний иапряжений должна быть равна напряжеиин смещения (1 l ):

60 тивления и «с в нижних плечах, 4 резисторы У<и и rq в цепи обрач ной связи усилителя, резисторы Я, и г в цепи смешения иеинвертируюшего г входа усилителя; переменный резистор Rg

62алансировки моста; переменный резистор к для настройки нуля измерителя разй ности температур, постоянный резистор

R си ограничиваюший ток смещения, поступаюший на входы усилителя; дифферен- 10 циальный усилитель постоянного тока УС.

Работу схемы будем рассматривать при следуюших условиях:

Р R2 (1) (2) 15 (3) си "к (4)

Рк )> г (5)

Р >> Р (6)

R г (7) 20

Ток смешения Зсг1 в соответствии с (4) практически не изменяется. В зависимости от положения движка этот ток делится на две части 4 и

3 л l(+ i (8,«

Сопротивление термометров изменяется в зависимости от температуры по линейному закону:

1г «"г Эг «,г- q «--1«v =U î lent или с учетом (2), (3) и (9): (12) гг ггр(4+ )- «;(+ гСI- «"- s-0nt =0

Для того, чтобы равенство (13) выпол. нялось при любой температуре, необходимО, чтобы выполнялись следуюшие два равенства:

3> r АИ-3, " Ы..nt -debat =О (14)

+Эггар "р «Г-1/р = 0 (15)

B (14) входят все члены (13), содержашие множитель at, а в (15 ) — все остальные члены (13), не зависяшие oTnt, Из (14) находим: (16) Таким образом, для компенсации темпера турного дрейфа нуля (Jb nt ) устройства необходимо с помощью резистора разбалансировать мост такил1 образом, чтобы разность токов з ветвях моста была равна (16). Из (15) с учетом (16) получаем:

22 2. -2«

2 I .> (17) Таким образом, для компенсации не зависящего от температуры смешения нуля, остаюшегося после настройки в соответствии с (16),,необходимо с помощью резистора R„настроить разность токов в соответствии,с (17 ).

Итак, настройка устройства в соответст вии с выражениями (16) и (17) обеспечивает равенство нулю выходного напряжения устройства во всем диапазоне тел«иератур.

Практически дрейф снижается на порядок о в широком интервале температур (100 C).

Благ од ар я этому, в больши иств е с луч аев отпадает необходимость в подстройке нуля перед каждыл4 измерением разности температур, что упрощает эксплуатацию устройства.

Формула изобретения теля, а его подвижный контакт через один

Измеритель разности тел иератур, содержаший мост постоянного тока, образованный двумя термометрами сопротивления, двумя юстояниыми резисторами и переменным;

2 иеэистором балансировки, источник питания моста и диффере«шиальиый усилитель с цепЬю отрицательной обратной связи, о т л ич а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения температурного дрейфа нуля, в него введены три с постоянных резистора и переменный резистор, крайние выводы которого подключены к обоим входам дифференциального усили575575

Составитель И. Бахтина

Редактор Б. Федотов Техред Н, Бабурка Корректор Е. Папп

Заказ 4026/30 Тираж 1101 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытиХ

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 из вновь введенных постоянных резисторов соединен с источником питании моста, остальные два постоянных резистора подклю чены к неинвертируюшему входу усилителя, причем второй вывод одного из этих резисторов соединен с одной вершиной измеритель ной диагонали моста, а второй вывод другого резистора — с корпусом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Валитов P. А. Радиотехнические измерения, "Советское радио", N., 1963, с. 170.

2. Валитов Р. А. Радиотехнические измерения, Советское радио, М, 1963, с. 44.