Импульсный термошумовой термометр Советский патент 1984 года по МПК G01K7/30 

Изобретение относится к термометрии/ в частности к термометрам, действие которых основано на измерении шумов теплового возбуждения резисторов и проводников, и может быть использовано при измерении низких и сверхнизких температур веществ, в том числе веществ являющихся датчиками.

Известен импульсный термошумовой термометр, содержащий термошумовой измерительный и эталонный датчики, избирательный усилитель, схему формирования импульсов и счетчик импульсов С13

Однако в этом термометре к входу усилителя попеременно подключаются измерительный и эталонный датчики, а измеряемая температура определяется по отношений чисел зарегистрированных импульсов. Результат измерения зависит от параметров входных цепей при подключении измерительного и эталонного датчиков. Отличие этих параметров ведет к снижению точности измерения

Известен также импульсный термошуиовой термометр, в котором в качестве термочувствительного элемента использован смещенный в обратную сторону полупроводниковый генератор шума, а в качестве амплитудного дискриминатора импульсный диод, ограничительный и установочный резисторы и диодный оптрон Г23.

Недостатком термометров является то,- что суммирование числа импульсов датчика и импульсов шума аппаратуры производится с одинаковыми весовыми коэффициентами, что ограничивает предел измеряемых низких температур и точность термометров .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является импульсный шумовой термометр, содержащий термошумовой датчик, подключенный к входу усилителя, выход которого соединен с входом -первого формирователя .импульсов, и счетчик. Принцип работы термометра заключаетря в подсчете числа импульсов напряжения, генерирующих термошумовым датчиком, превышающих заданное пороговое напряжение Гз .

Недостаткомизвестного термометра является то, что его точность и минимальная измеряемая температура ограничиваются собственными шумами усилителя и формирователя импульсов,.

Цель изобретения - повышение точности измерения температуры, а также расширение диапазона измеряемых температур.

Поставленная цель достигается тем, что в импудьсный термошумовой

термометр, содержащий термошумовой датчик, подключенный к входу усилителя, выход которого соединен с входом первого формирователя импульсов, счетчик, введены второй усилитель, второй форми ователь импульсов, схема И, разностная схема и ключ, входы которого соединены с выходами разностной схемы и схемы И, а выход подключен к счетчи0 ку, при этом выход термошумового датчика через второй усилитель подключен к входу второго формирователя импульсов, выход которого соединен с первыми входами разностной

5 схемы и схемы И, вторые входы которых подключены к выходу первого формирователя импульсов.

На чертеже приведена функциональная схема термошумового термометра.

0 Термометр содержит термошумовой резйсторный датчик 1, два избирательных усилителя 2.1 и 2.2, две схемы 3.1 и 3.2 формирования импульсов, схему И 4/ разностную схе5 му 5, ключ б и счетчик 7 импульсов.

Термометр работает следующим образом.

Шумовое напряжение с термошумовоQ го датчика 1 усиливается усилителями 2.1 и 2.2 и с выходов усилителей подается на схемы 3.1 и 3.2 формирования импульсов соответственно. С выходов схем 3.1 и 3.2 форми5 рования импульсов усиленные импульсы шума датчика и шума аппаратуры поступают на входы схемы И 4, пороговое напряжение которой служит напряжением дискриглинации,

и на входы разностной схемы 5. Импульсы с выхода схем 4 и 5 управляют работой ключа 6. Шумовые импульсы регистрируются счетчиком 7. При этом возможны три случая. Во-первых, импульсы с выхода

усилительных каналов идентичны (таковыми являются импульсы шума датчика). На выходе разностной схемы напряжение равно нулю и счетчик регистрирует импульс.

Во-вторых, импульсы на выходе усилительных .каналов не одновременные (таковыми являются импульсы шума аппаратуры). На выходе схемы И напря5 жение равно нулю и счетчик не регистрирует импульс.

В-третьих, импульсы одновременные, но отличные по амплитуде (на0 пример, совпавшие по времени импульсы шума прибора). На выходе разностной схемы напряжение отлично от нуля и счетчик отключается, следовательно импульс зарегистриро

5 ван не будет.

1078261

Второй и третий случаи исключаютИзобретение позволяет уменьшит

регистрацию импульсов шумов аппа-влияние собственных шумов элементов

ратуры. Поскольку вероятность сов-термометра на результат измерения,

падения по времени импульсов двухКак показывают расчеты и эксперинекорректированных случайных про-менты, точность измерения темперацессов мала, то третий случай вносит туры повышается не менее чем 1 раз,

малую поправку. Поэтому грубые из-а минимально регистрируемая темпеменения можно проводить при отклю-ратура уменьшается примерно в два

ченной разностной схеме.раза.

ИМПУЛЬСНЫЙ ТЕРМОШУМОВОЙ ТЕРМОМЕТР, содержащий термошумоврй датчик, подключенный к входу усилителя, выход которого соединен с входом первого формирователя им пульсов, счетчик, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения темпера.туры, в него введены второй усилитель, второй формирователь импульсов, схема И, разностная схема и ключ, входы которого соединены с выходами разностной схемы и схемы И, а выход подключен к счетчику, при этомвыход термошумового датчика через второй усилитель подключен к входу второго, формирователя импульсов, выход которого соединен с пер(Л выми входами разностной схемы и схемы И, вторые входы которых подключены к выходу первого формирователя импульсов.