Цифровой измеритель температуры Советский патент 1983 года по МПК G01K7/25 

Изобретение относится к темпера турным измерениям, а имейно к цифрювым измерителям температуры с компенсацией нелинейности первичного преобразователя. Известно устройство для измерен температуры, содержащее измеритель ную мостовую схему с тормопреобразователем сопротивления, резисторы, источник питания и измерительный прибор, последовательно с кото рым включен дополнительный резистор, а параллельно к последнему подключена цепочка, состоящая из 1|ермоэлектрического преобразовател К последовательно соединенного с ним резистора l. Однако это устройство имеет низ кую точность измерения в широком диапазоне измерени температур. Известно также устройство для и мёрения температуры, содержащее источник стабилизированного напряжения, резисторы, два встречно вкл ченных термоэлектрических преобразователя, один из которых снабжен делителем напряжения, автоматический потенциометр, движок реохор да которого механически соединен с движком компенсационного реохорда С 2. Это устройство имеет невысокую точность измерения, ибо зависит от класса точности автоматического потенциометра. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является: ц ровой измеритель температуры, соде жащий первичный преобразователь те пературы в напряжение, в качестве которого используется термоэлектри ческий преобразователь, дополнительный источник стабилизированного питания, резистор, автоматический потенциометр и компенсационный реохорд, движок которого механичес ки связан с движком реохорда автом тического потенциометра, а выводы соединены с первым выводом термоэлектрического преобразователя, вт рой вывод которого соединен с перв ми клеммами входов цифрового вольт метра и автоматического потенциоме ра Сз. Недостатком известного цифровог измерителя температуры является то что он не обеспечивает высокой точ ности измерения при использовании широко применяемого в технике измерения температур первичного преобразователя температуры в напряже ние, выполненного в виде мостовой схе в диагональ питания которой включен последовательно соединенные резистор и источник стабилизированного питания, а в плечо - термопреобразователь сопротивления, ввиду неполной компенсации нелинейности первичного преобразователя. Целью изобретения является повышение точности измерения путем компенсации нелинейности первичного преобразователя . Поставленная цель достигается тем, что в цифровом измерителе температуры, содержащем первичный преобразователь температуры в напряжение, выполненный в виде мостовой схемы, в диагональ питания которой включены последовательно соединенные резистор и источник стабилизированного питания, а в плечо включен термопреобразователь сопротивления, дополнительный источник стабилизированного питания, резистор, автоматический потенциометр и компенсационный реохорд движок которого механически связан с движком реохорда автоматического потенциометра, а выводы соединены с первым выводом выходной диагонали мостовой схемы, второй вывод которой соединен с первыми клеммами входов, цифрового вольтметра и автоматического потенциометра, движок компенсационного реохорда соединен с вторыми клеммами входов цифрового вольтметра и автоматического потенциометра и через последовательно соединенные резистор и дополнительный источник стабилизированного питания подключен к выводам компенсационного реохорда. На фиг. 1 представлена схема цифрового измерителя температуры; на фиг. 2 - график, иллюстрирующий работу измерителя. Цифровой измеритель температуры содержит мостовую схему 1, состоящую из термопреобразователя 2 сопротивления, резисторов 3-6 и источника 7 стабилизированного питания, автоматический потенциометр 8, состоящий из резисторов 9 - 14, реохорда 15, источника 16 питания, усилителя 17 разбаланса и следящего двигателя 18, компенсационный реохорд 19, дополнительный источник 20 стабилизированного питания, резистор 21, цифровой вольтметр 22, Цифровой измеритель температуры работает следующим образом. В процессе измерения температуры на вход цифрового вольтметра 22 поступает сумма выходного напряжения мостовой измерительной схемы и линеаризукяцего напряжения, снимаемого с компенсационного реохорда 19, Из-за нелинейного характера зависимости выходного напряжения мостовой измерительной схемы от температуры значение выходного напряжения ) отличается от линейно зависящего от температуры напряжения UA (с ) на величину погрешности ) ) - U(t). Рассматриваемая погрешность равна нулю в начале диапазона измерения, возрастает с ростом температуры до максимального значения и снова уменьшается до нуля в конце рабочего диапазона измерения температуры. Линеаризующее напряжение U(t) формируется компенсирующей цепочкой, состоящей из компенсационного реохорда 19, дополнительного источника стабилизированного питания 20 и резистора 21. При такой схеме компенсации линеаризующее выходное напряжения компенсационного реохорда 19 ли(t ) равно величине погрешности AUf (t) при трех значениях температуры: в начале, середине и конце рабочего диапазона. Передвижение движка компенсационного реохорда 19 осуществляется автоматическим потенциометром пропорционально сумме выходного напряжения мостовой схемы и линеаризующего напряжения.

Предлагаемый цифровой измерител температуры отличается независимостью точности измерения температуры цифровым вольтметром от класса точности автоматического потенциометра. Это объясняется тем, что автоматический потенциометр связан только со схемой линеаризации. Суммарный линеаризующий сигнал на выходе этой схемы составляет незначительную часть от основного измерительного сигнала (порядка 1%, Это

10 дает возможность использовать в цифровом измерителе температуры автоматические потенциометры низкого класса точности. В зависимости от величины диапазона измерения пог15решность линеаризации составляет 0,01-0,005% от измеряемой величины при классе потенциометра, равном 1.

Наличие новых связей в предлагае20мом цифровом измерителе температуры выгодно отличает его от известного, так как позволяет повысить точность измерения путем более точной компенсации нелинейности первич25ного преобразователя температуры в напряжение.

ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащий, первичный преобразователь температуры в напряжение, выполненный в виде мостоЁой схекал, в диагональ питания которой включены последовательно соединенные резистор и источник стабилизированного питания, a в плечо - те и опреобразователь сопротивления , дополнительный источник стабилизированного питания, резистор, автоматический потенциометр и компенсационный реохорд, движок которого механически связан с движком реохорда автоматического потенциометра, a выводы соединены с первым выводом выходной диагонали мостовой схемы, второй вывод которой соединен с первыми клеммами входов цифрового вольтметра и автоматического потенциометра, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения путем компенсации нелинейности первичного преобразователя,, в нем движок компенсационного реохорда соединен свторыми кле1Ф1ами входов цифрового вольтметра и автоматического потенциометра и через последовательно соединенные резистор и дополнительный источник питания подключен к выводам компенсационного реохорда. СО о О) да СП