Устройство для компенсации температурной погрешности электрического измерительного преобразователя Советский патент 1984 года по МПК G01R11/185 G01R19/32 

Изобретение относится к электроизмерительной, технике и преднаэначе йо ддя использования при исследованиях электрическими средствами, физи Ко-химических свойств веществ,, напр мер, удельной электропроводности растворов. Известно термокомпенсирующее уст ройство, содержащее последовательно .йключенныё термочувствительный элемент, дифференциальный трансформаторный блок и измерительный усилител с выходным трансформатором-, обмотка обратной связи которого через делигель напряжения соединена с цепью пи тания дифференциального трансформаторного блока ij Недостаток устррйства, осуществляклцего преобразование нелинейно изменяющегося от температуры сопротивления в линейно изменяющееся напряжение, связан с низкой точностью термокомпенсации, обусловленной тем что выходное напряжение термопоправки зависит в конечном счете только от температуры и не учитывает влиянив других факторов. Использующиеся в устройстве сигналы переменного тока.характеризуются фааовыми сдвигами, что также вызывает дополнительные погрешности термокомпенсации. Наиболее близким техническим реше нием к изобретению является устройICTBO для компенсаций температурной погрешности электрического измерительного преобразователя,содержащее первый операционный усилител, инвертирующий вхрд которого подключен к выходной цепи термокомпенсируемого преобразователя, а в цепь обратной связи по входу включен термозависимый элемент, второй операционный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к выходным цепям термокомпенсируемого преобразователя и первого операционного усилителя, и третий операционный усилитель, инвертирукядий вход которого подключен к выходным цепям термокомпенсируемого преобразователя и второго операционного усилителя 2 . Недостаток известного устройства проявляется в невозможности обеспечения термокомпенсации во всем диапа зоне изменения температуры. Полная компенсация температурной погрешности достигается только при трех значениях температуры - градуировочной и двух симметричных относительно ее значениях, в промежуточных точках компенсация осуществляется с погрешностью, определяемой степенью минеаризации температурных зависимостей сопротивления цепи обратной связи первого операционного усилителя и измеряемого параметра. Зависимость измеряемого параметра от температуры аппроксимируется полиномом второй степени, а если позволяет допустимая точность измерения - линейной зависимостью. Это напряжение, умноженное на коэффициент передачи, представляющий собой функцию температуры, поступает на выход первого операционного усилителя. Поэтому на выходе первого каскада получается напряжение, степень зависимости от температуры которого в лучшем случае увеличивается на порядок. Так, если входное напряжение интерполировалось линейной зависимостью, на выходе зависимость станет квадратичной, если она была ква:дратичной, станет кубической и т.д.. Таким образом, в известном устройстве невозможно получить напряжение термопоправки с той же функциональной зависимостью от температуры, что и сигнал измеряемого параметра. Целью изобретения является расширение диапазона термокомпенсации. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для компенсации температурной погрешности электрического измерительного преобразователя, содержащем первый операционный усилитель, в цепь обратнойсвязи которого по инвертирующему входу включен термозависимый элемент, второй операционный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к выходной цепи первого операционного силителя, и третий операционный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к выходной цепи второго операционного усилителя, выходная цепь третьего операционного усилителя соединена с инвертирующими входами первого и второго операционных усилителей, а его инвертирующий вход подключен к выходной цепи термокомпенсируемого преобразователя. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предложенного устройства для компенсации температурной погрешности электрического измерительного преобразователя. Устройство содержит первый операционный усилитель 1, в цепь обратной связи которого по инвертирующему входу включен термозависимый элемент (терморезистор) 2, второй операционный усилитель 3, инвертирующий вход которого подключен к выходной цепи операционного усилителя 1, и третий операционныйусилитель 4, инвертирующий вход которого подключен к выходным цепям операционного усилителя 3 и термокомпенсируемого преобразователя (не показан) с сигнальным напряжением и е , а выходная цепь, включающая в себя делитель 5 напряжения, соединена с инвертирующими входами операционных усилителей 1 и 3. Устройство работает следующим образом. Нетермокомпенсированный сигнал через резистор 15 подается на инвертирующий вход операционного усилителя. 4 . Часть выходного сигнала операционного усилителя 4 с помощью делителя 5 напряжения через резистор 6 подводится к инвертирующему входу операционного усилителя 1 с терморезистором 2 в цепи обратной связи. Термо езистор 2 вносит функцию температуры в операционный- усилитель 1. Сигнал с выхода операционного усилителя 1 через резистор 10 поступает на инвертирующий вход операционного усилителя 3. На этот же вход через резистор 11 направляется сигнал с делителя 5 напряжения, в результате сложения двух сигналов на выходе операционного усилителя 3 формируетс сигнал со значением, соответствующим величине термопоправки. Напряжение термопоправки принимает нулевое з.начение при принятом исходном значении градуировочной температуры. При откл нении температуры от градуировочного значения на выходе операционного уси лителя 3 появляется ненулевой сигнал Поскольку на инвертирующий вход one рационного усилителя 1 подается термокомпенсированный (независящий от температуры) сигнал с выхода операционного усилителя 4, а функция температуры вводится цепью обратной связи с термореэистором 2, на выходе операционного усилителя 1 образуется напряжение, функционально зависящее как и сигнал измеряемого шараметра, от температуры (с тем же порядком). С выхода операционного усилителя 3 через резистор 14 напряжение тёрмопоправки поступает на инвертирующий вход операционного усилителя 4, Одновременно на этот же вход направляется сигнал измеряемого параметра. В результате сложения этих сигналов на выходе операционного усилителя 4 и всего устройства в целом формируется выходное термокомпенсированное напряжение У„, . Величина термопоправки может оЬ Хгрегулироваться делителем 5 напряжения. Таким образом, благодаря обеспечению одной и той же функциональной зависимости от температуры сигнала термопоправки и сигнала измеряемого параметра предлагаемое устройство позволяет осуществлять термокомпенсацию во всем диапазоне изменения температуры.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ПОГРЕШНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ, содержащее первый операционный усилитель, в цепь обратной связи которого по инвертирующему входу включен термозависимый элемент, второй операционный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к выходной цепи первого операционного усилителя, и третий операционный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к выходной цепи второго операционного усилителя, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона термокомпенсации, выходная цепь третьего операционного усилителя соединена с инвертирующими входами первого и второго операционных усилителей/ а его инвертирующий вход подключен к выходной цепи термокомпенсируемого преобразователя. СП ГчЭ