Устройство для измерения разности температур Советский патент 1984 года по МПК G01K7/16 G01K3/08 

СП Изобретение относится к автомати ке и измерительной технике и может быть использовано при создании аналоговых и цифровых измерителей температуры, содержащих параметрические первичные преобразователи, например в теплосчетчиках. Известна трехпроводная схема измерения разности температур термометрами сопротивления, включенными в смежные плечи моста, соединенного с источником стабилизированного напряжения Щ . Такая схема позволяет уменьшить погрешность измерения, обусловленную изменением сопротивления подводящих проводов линии связи. Однако наличие дополнительных переменных резисторов, предназначенных для регулирования величины тока в плечах моста, с целью поддер жания его постоянным с требуемой точ Ыостью - О, 1%) , существенно усложняе схему измерения. Кроме того, зависи мость вы одного сигнала от разнести температур в достаточно широком динамическом диапазоне получается нелинейной . Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения разности тем ператур, -содержащее два термометра .сопротивления, соединенные последовательно с источником тока, и one- рахщоиный усилитель, охваченный отрицательной обратной связью, коэффициенты передачи которого по инвер тирующему и неинвертирующёму входам находятся в соотношении 2:1 2| . В известном устройстве автоматически устраняется погрешность измерения, обусловленная, влиянием изменения сопротивления проводов линии связи и обеспечивается линейная зависимость выходного сигнала от разности температур в широком динамическом диапазоне. Однако известное устройство не обеспечивает необходимой точности, если сопротивления проводов двухпро водной линии связи к разным термомет рам существенно отличаются. Целью изобретения является повышение точности измерения-разности температур. Поставленная цель достигается те что в устройстве для измерения разности температур, содержащем два термометра сопротивления, соединенные последовательно с источником тока, и операционный усилитель, охваченный отрицательной обратной связью, козффициенты передачи которого по инвертирующему и неинвертирующему входам находятся в соотношении 2:1, первые выводы термометрйв сопротивления соединены с источником тока и неинвертирующим входом операционного усилителя при помощи первых проводов трехпроводной линии связи, вторые выводы термометров сопротивления при помощи вторых проводов линии связи соединены между собой и общим проводом,а при помощи третьих проводов линии связи подключены к инвертирующему входу операционного усилителя, На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства для измерения разности температур. Устройство содержит два термометра 1 и 2 сопротивления, трехпроводные линии связи 3 и 3, состоящие из первых проводов 4 и 5, вторых проводов 6 и 7 и третьих проводов 8 и 9, источник 10 тока, операционный усилитель 11, согласующие резисторы 12 - 15 и резисторы 16 и 17 обратной связи. Устройство работает следующим образом. При протекании тока от источника 10 тока через термометры 1 и 2 происходит падение напряжения на этих термометрах. Эти напряжения суммируются с падением напряжений на первых проводах 4 и 5 и на вторых проводах 6 и 7 трехпроводных линий связи 3 и 3 , и поступают через согласующие резисторы 12 и 13 на инвертирующий вход операционного усилителя 11, охваченного отрицательной обратной связью через резистор 16. На неиивертирующий вход операционного усилителя 11 через согласующие резисторы 14 и 15 поступают посредством третьих проводов 8 и 9 падения напряжений на вторых проводах 6 и 7 трехпроводной линии связи 3 и 3 . Выходное напряжение Ug операционного усилителя I1 определяется выражением Uвыx- 1 44-tU1K,UJK,), ) где U(, 4,1),04 напряжения на соответствующих входах операционного усилителя;3 к, .Kj.Kj. коэффициенты передачу операционного усилителя по соответствующим входам Для выбранной полярности источни ка 10 тока выражение (1) можно привести к виду .j ebu H i4V RiV-i-lKzR Uj( ,R - R5-K4Rz), |ГдеI- ток источника 10 fi,,Rj- сопротивления тер мометров 1 и 2, R,,Rg,Rf - сопротивления про водов линий связи Если сопротивления первых и вторых .проводов линий связи для каждого термометра равны между собой, т.е. 4 6 В 7 обычно и реализуется на практике, то вых -( 4-«2-МО-Н,К7 2ЦЯб-|,Ре . (3, Дпя исключения влияния сопротивления проводов линий связи 3 и з, как следует из (з), необходимо ве54личины согласующих резисторов 12-15 и резисторов 16-17 обратной связи подобрать таким .образом, чтобы выполнялось условие К,,,. В этом случае выходное напряжение прямо пропорционально разности сопротивления термометров и не зависят от сопротивления линий связи, т.е. .. 4ek.x ;-t-u,-R,v На практике удобно задаться определенными значениями коэффициентов ; передачи К,,. Тогда Можно получить простые соотношения между сопротивлениями резисторов I ,. Предложенное устройство позволяет, измерять разность температур или тем пературу (если один термометр сопротивления и схему соединения исключить) в большом диапазоне с высокой точнсотью, даже если сопротивления линий связи к разным термометрам различны и находятся в разных условиях.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ,РАЗНОСТИ ТЕМПЕРАТУР, содержащее два термометра сопротивления,соединенные последовательно с источником ; тока, и операционный усилитель, охваченный отрицательной обратной связью, коэффициенты передачи которого по инвертирующему и неинвертирующему входам находятся в соотношении 2:1, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, первые выводы термометров сопротивления соединены с источником тока и неинвертирующим входом операционного усилителя при помощи первых пройодов трехпроводной линии связи, вторые выводы термометров сопротивления при помощи вторых проводов линии связи соединены между собой и общим проводом, а при помощи третьих проводов линии связи подключены к инвертирующему входу опе(Л рационного усилителя. . ч