Устройство для измерения температуры Советский патент 1983 года по МПК G01K7/13 G01K7/14 

Изобретение относится к температурным измерениям, а точнее к устройствам для измерения температуры, в которых в качестве чувствительного элемента используется термоэлектрический преобразователь с компенсацией термо-ЭПС свободных концов и линеаризацией характеристики термопреобразователя. Известно устройство для измерения температуры, содержащее термоэлектрический преобразователь, сумматор, термопреобразователь сопротивления для измерения температуры свободных концов термоэлектрического гхреобразоват ля, включенный в мостовую схему, блок линеаризации, блок регистрации | 13 Недостатком этого устройства являет ся его сложность, а также недостаточно высокая точность измерения, так как в нем линеаризации подвергается суммар ный сигнал термоэлектрического преобразователя И термопреобразователя сопро тивления. Известно устройство для измерения температуры, содержащее термоэлектрический преобразователь, подключенный ко входу операционного усилителя, терм преобразователь сопротивления температуры свободных концов термоэлектричес кого преобразователя, включенный в цеп обратной связи второго операционного усилителя, выход которого соединен со входом первого усилителя С 2 Ц,. Недостатком известйбго убтройства является нелинейная зависимость выходHojho сигнала устройства от температуръцНаиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устро ство для измерения температуры, Ооде1 жащее термоэлектрический преобразователь, подключенный ко входу первого операционного усилителя, термопреобразователь сопротивления температуры свободных концов термоэлектрического преобразователя, подЕЛюченный через резистор к источнику питания и ко входу второго операционного усилителя, соединенного с делителем напряжения, при этом вь1ход первого операционного усилителя соединен со входом второго операционного усилителя Однако это устройств;О не позволяет обеспечить высокую точность измерения температуры, так как в нем отсутствуе линеаризация характеристик термопреобразователей. Цель изобретения - повышение точ- . ности 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 делитель напряжения, подключенный ко входу первого операционного усилителя, при этом выходы операционных усилителей через преобразователи напряжение - частота подключены ко входам смесителя. На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - кривая зависимости термо-ЭДС термоэлектрического преобразователя от температуры; на фиг. 3 кривая зависимости преобразователя : напряжение - частота от напряжения на его выходе. Устройство для измерения температуры содержит термоэлектрический преобразователь 1,свободные концы 2 которого находятся в тепловом контакте с термопреобразователем сопротивления 3, подключенным через резистор 4 к источнику питания (не показан), делитель 5, дополнительный делитель 6, операцисжные усилители 7 и 8, два преобразователя напряжение - частота 9 и Ю с нелинейными характеристиками, смеситель 11. Преобразователи напряжение - частота могут быть выполнены по схеме симметричного мультивибра:тора, причем нелинейность их характеристик формируется за счет изменения напряжения базовых цепей мультивибратора. Характеристика такого преобразователя приведена на фиг. 3. Устройство работает следующим образом. Сигнал с термоэлектрического преобразователя 1 через операционный усилитель 7 поступает на преобразователь напряжение - частота 9. Меняя режим работы преобразователя путем изменения выходного напряжения уонлитепя 7, что достигается изменением коэффишев та деления делителя 6, подбирается такой диапазон работы преобразователя, в KOTqpoM нелинейность характеристики преобразователя 9 (фиг. 3) является обратной по отношишю к нелинейности характеристики термоэлектрического преобразователя 1 (фиг. 2). В этом случае выходной сигнал преобразователя напряжение - частота 9 линейным образом зависит от температуры термоэлекр ряческого преобразователя 1. Сигнал с термопреобразователя сопро тивления 3 поступает через операвдси ный усилитель 8 на преобразователь иапря :жение - частота 10. При этом нелинейность термопреобразователя 3 компе сируется нелинейностью преобразователя напряжение - частота 10. КолШенсаиия термо-ЭДС свободных концов термоэлектрического преобразо мтеля 1 осуществляется путем вычииСтбташш в смесителе 11 из частоты, пропорциональной величине термо-ЭДС термоэлекгрическо ю преобразователя 1, частоты, пропорциональной величине термо1феобразователя сопротивления и соответственно термо-ЭДС свободных термоэлектрического преобразов - Теля 1. Экспериментальная цроверка показы вает возможность попучензш погрешности измерения температуры от нелинейности в диапазоне измеряемых температур от О бООС не хуже О,25%. Ком пенсация температуры свободных концов в диапазоне температур от -ЗО до +ЗО С осу1цествляе1ч:я с погрешностью не более 1%. Наличие в предлагаемом устройстве смесителя и двух преофазователей напряжение - частота позволяет одновреме но с повышением точности измерения обеспечить получение выходного сигнала устройства в частотнгал виде.

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 напря- жение- гастота подключены ко входам СО смесителя. . ю о