Устройство для измерения температуры Советский патент 1984 года по МПК G01K7/00 

Изобретение относится к температурным измерениям, а име.нно к устройствам ;;ля измерения температуры с коррекцией нелинейной характеристики термопреобразователя и может быть использовано в различньк отраслях промьшшенности, где требуется измерение температуры с высокой точностью.

Известно устройство для измерения температуры, содержащее термоэлектрический преобразователь, подключенный к первому входу сумматора, выход которого подключен через усилитель к регистратору, автоматический компенсатор, вход которого соединен с выходом усилителя, а выход связан с формирователем корректирующего напряжения, вьтолненными в виде реохордов с источниками питания и подключенными

к входам сумматора. В устройстве коррекция нелинейности Термопреобразователя достигается путем подачи на вход усилителя корректирующего напряжения I .

Недостатками устройства являются

низкие быстродействие и надежность устройства ввиду наличия механических узлов.

Известно устройство для измерения температуры, содержащее термопреобра зователь сопротивления, подключенный токовымя выводами к регулируемому источнику тока, а потенциальными выводами - к входу усилителя, выход которого через сумматор подключен к упд авляк 1ему входу регулируемого источника тока. В устройстве линеаризация характеристики термопреобразояателя осуществляется путем изменения величины питающего тока Г 2 . . Однако такой метод линеаризации может быть применен только при работе с термопреобразователями сопротивления.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения температуры, содержащее преобразователь температу ы в напряжение, первый вывод которого непосредственно, а второй через резистор соединены с первым и вторым входами измерительного усилителя, выход которого подключен к,индикатору

В этом устройстве линеаризация характеристики термопреобразователя достигается путем введения положительной обратной связи Сз 3.

Недостатком устройства является низкая точность измерения температуры, так V.TK полная коррскмня нелинейности х; ;;актс-ристики термопреобразовэтрля позможна только в определением узком диапазоне измеряемых температур .

Кроме того, устройство не позволяет осушествить линеаризацию характерстик термопреобразователя с различными видами нелинейности.

Цель изобретения - повышение точности измерения температуры, а также сокращение трудоемкости в настройке.

Поставленная цель .достигается тем что в устройство для измерения температуры, содержащее преобразователь температуры в напряжение, первый вывод которого непосредственно, а второй через резистор соединены с первы и вторым входами измерительного усилтеля, выход которого подключен к индикатору, введены коммутатор, п пороroBbix блоков и п управляемых источников тока, входы которых соединены с выходами пороговых блоков, а выходы подключены к второму выводу преобразователя температуры в напрйжение и второму входу измерительного усилителя, соединеннрму с общей щиной устройства, при этом выход измерительного усилителя соединен через Коммутатор с входами п пороговых блоков.

. . На фиг. 1 приведена блок-схема устройства} н,а фиг. 2 - графики, пояснякяцие его работу.

Устройство содержит преобразователь 1 температуры в напряжение, в качестве которого может быть использован любой преобразователь температуры в напряжение постоянного тока например, термозлектрический преобразователь или термопреобразователь сопротивления, подключенньй кисточнику стабильного тока, резистор 2, являющийся резистором обратной связи, измерительный усилитель 3, индикатор 4, коммутатор 5. п пороговых блоков 6.1,...,6.п, п управляемых источников тока 7.1,...,7.h.

В качестве измерительного усилителя в принципе может быть использован любой усилитель с требуемым коэффициентом усиления.

Например он может быть выполнен на основе операционного усилителя 8 с резисторами 9-11 в цепях обратных связей. 3 На фиг. 2 кривая 12 описывает зависимость выходного сигнала устроит ства без коррекции нелинейности, а кривая 13 - с коррекцией нелинейности. Устройство работает следующим образом. Весь диапазон измеряемых температур, в зависимости от вида характери стики термопреобразователя 1 и требу емой точности измерения, разбивается наm участков (на фиг. 2 показано 3 таких участка). В соответствии с выбранным числом участков к входу коммутатора 5 подключает in пороговых блоков 6 (осталь ные блоки, в случае mxh используются в качестве контрольных или ре-: зервных). Каждый пороговый блок 6 настраивается на срабатывание при определенном значении напряжения 1Ь , t и Uj соответственно. Выходной сигнал от преобразователя 1 поступает на вход измерителького усилителя 3. При увеличении тем пературы выходной сигнал усилителя 3 увеличивается и при достижении выходным сигналом усилителя 3 значения и происходит срабатывание первого порогового блока 6.1. 794 При этом через резистор 2 обратной связи начинает течь дополнительный ток с выхода первого управляемого источника 7.1 у тока, величина которого меняется в зависимости от выходного сигнала усилителя 3. При этом крутизна характеристики управляемого источника 7.1 тока выбирается такой, чтобы выходной сигнал устройства линейным образом зависел от измеряемой температуры. При увеличении температуры выходной сигнал усилителя 3 достигает значения равного U, при котором срабатывает второй пороговый блок 6.2 и через резистор 2 начинает течь ток с второго управляемого источника 7.2 тока.При этом крутизна регулируемой характеристики источника управляемого тока выбирается таким образом, чтобы сигнал по третьему участку линейным образом зависел от температуры. Устройство позволяет путем соответствующего подбора элементов в цепи коррекции линейности термопреобрв зователя обеспечить линеаризацию хаг рактеристик любых видов термопреобразователей с высокой степенью точности и тем самым повысить точность измерения температуры..

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее преобразователь температуры в напряжение, первый вывод которого непосредственно, a йторой через резистор соединены с первым и вторым входами измерительного усилителя, вькод которого подключен к индикатору, отличающееся тем, что, с целью повьппения точности измерения в него введены коммутатор, п пороговых блоков и п управляемых источников тока, входы которых соединены с выходами пороговых блоков, a выходы подключены к второму выводу преобразователя температуры в напряжение и второму входу измерительного усилит,еля, соединенному с общей шиной устройства, при этом выход измерительного усилителя соединен через коммутатор с входами п пороговых блокп ков.