Устройство для измерения температуры Советский патент 1985 года по МПК G01K7/14 

I

Изобретение относится к теплотехническим измерениям и может быть использовано для измерения нестационарных температур.

Цель изобретения - повьшгение точности измерения нестационарных температур.

На чертеже приведена схема устройства j/ля измерения температуры,

Устрор1ство содержит термокомпенсацион ый термопреобразователь 1 типа крест Пельтье, измерительные выводы которого соединены с входом усилителя 2 постоянного тока, измерительи,1й прибор 3, в качестве котоГОго гожет использоваться аналоговый 1,-(и ч jjp:i4oi; измеритель напряжения дицд я:ре11циальнын усилитель 4, схему 5 задержки, два одновибратора 6 и 7 с определенным порогом срабатывания, который выбирается одпилковым по модулю, но разным по знаку, два ключа 8 и 9 и двуполярный 10 источник тока,

Дпс1х})еренциальпый усилитель 4 представляет собой операционный усилитель с высоким коэффициентом усиления без обратной связи. Б устройстве он работает в качестве компаратора, при этом его выходное на- пряже}1ие может принимать три логических состояния: l, О и -1,

Устройство работает следующим образом,

В статическом режиме работы на выходе термопреобразователя имеется постоянное напряжение, пропорциональное его температуре, которое после усиления усилителем 2 подается на измерительный прибор 3, При этом напряжение на выходе дифференциального усилителя 4 равно нулю,

В динамическом режиме температура рабочего спая термопреобразователя не успевает следовать за температурой среды измерения, в которой находится термопреобразователь. Поскольку температура рабочего спая термопреобразователя стремится к температуре среды, то в динамическом режиме выходной сигнал усилителя 2 изменяется во времени по экспоненциальному закону. Схема 5 задержки задерживает выходной сигнал усилителя 2 на определенный промежуток времени, значегпш которого выбирается исходя из предполагаемых за02072

конов и скоростей изменения исследуе- мых температур и параметров устройства. На входе и, соответственно, выходе дифференциального усилителя 5 4 образуется разность напряжений. Пороги срабатывания одновибраторов 6 и 7 устанавливаются такими, что они меньше уровня напряжения на выходе усилителя, возникающего при

0 быстром изменении.температуры. При этом в зависимости от знака разности напряжений, который определяется знаком производной выходного сигнала термопреобразователя, в зависимости от того увеличивается или уменьшается температура исследуемой среды, срабатывает первый 6 или второй 7 одновибраторы, которые включают, соответственно, первый 8 или 0 второй 9 клЕочи,- и от источника 0 тока 10 на компенсацрюнные выводы термопреобразователя 1 подается положительное или отрицательное напряжения. При возрастании температуры исследуемой среды осуществляется нагрев рабочего спая термопреобразователя путем пропускания через него импульса тока положительной полярности, а при уменьшении измеряеQ мой температуры пропускается импульс тока противоположной полярности, осуществляющий охлаждение рабочего спая.

Если после одного импульса тока

5 выходной сигнал термопреобразователя 1 достигает установившегося значения, соответствующего измеряемой температуре, напряжение на выходе дифференциального усилителя 4 ста0 новнтся равным нулю, так как напряжение на выходе термопреобразователя перестает изменяться, и рабочий спай не подогревается. Если же скачок измеряемой температуры превьш1а-

5 ет температуру, которую приобретает термопреобразователь после окончания импульса тока, его выходное напряжение продолжает изменяться в прежнем направлении, и на выходе

50 усилителя 4 появляется напряжепие, которое приводит к повторному срабатыванию одновибратора 6 или 7 (в зависимости от полярности выходного напряжения ) и подаче на компенсаци-

55 онные выводы термопреобразователя импульсов тока соответствующей полярности. Импульсы поступают до тех пор, пока температура чувствительно3 1190207 ,4

го элемента термопреобразователя не В квазистационарном режиме, т.е. выравнивается с измеряемой темпера- .при медленно изменяющихся температурой. Количество импульсов зависиттурах, напряжение на выходе усилите- от значения температурного скачкаля 4 меньше напряжения пороге сраба-i. и мощности самих импульсов. От мощ-5 тьшания одновибраторов. Цепь обратной ности импульсного тока подогрева, илисвязи при этом ие работает и устохлаждения термопреобрйзователя за-ройство работает как и при измеревисит также и инерционность устрой-нии стационарных температур, ства. Мощность импульсов подбирает-Устройство может быть полносся вовремя настройкиустройства, исхо.-Ю тью реализовано на серийных микдя из априорных данных о скачках темпе-росхемах включаемых по обычным ратуры и требуемой точности измерения.схемам.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее термокомпен- сационный преобразователь, измери тельные выводы которого подключены к.входу усилителя, а компенсационные выводы подключены к выходам двух ключей, входы которых соединены соответственно с выходами двуполярного„ источника тока, измерительный прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения нестационарных температур, в него введены дифференциальный усилитель, схема задержки и два одновибратора, выходы которых соответственно соединены с управляющими входами ключей, а входы подключены к выходу дифференциального усилителя, первьш вход которого непосредственно, а второй через схему задержки соединены с выходом усилителя, соединенным с входом измерительного прибора.