Устройство для измерения температуры Советский патент 1986 года по МПК G01K7/01 

Изобретение относится к термометрии и может }1айти применение в системах контроля и регулирования температуры поверхности твердых тел, а также пристенных слоев жидких и газообразных сред. Целью изобретения является повын1ение точности измерения и быстродействия путем учета теплопотерь от чувствительного элемента в окружающую среду и реализации метода двух термоприемников. На фиг.1 приведена структурная схема устройства; на фиг.2 - графики, поясняюпхие его работу. Устройство содержит термопреобразователь 1, выполненны в виде тепловосприкимаюп1,ей пластины с чувствительными элементами - транзисторами 2 и 3, два управляемых генератора 4 и 5 тока, тактовый генератор 6, усилитель 7 переменного напряжения, усилитель 8 постояпь ого тока, сипхропный детектор 9, сумматор 10, фильтр 11, аналого-цифровой нреобразователь 12 и цифровой индикатор 13. Один из транзисторов расположен па тенловоспринимаюп1ей пластине термопреобразователя, а другой - над ним. Эмиттеры обоих транзисторов соединены и нодключены к вторы.м выходам управляемых генераторов 4 и 5 тока, к первым выходам которых подлкючепь 1 соответственно коллекторы транзисторов. Кроме того, эмиттеры транзисторов подсоединены к входам усилителей переменного напряжения 7 и постоянного тока 8. Выход усилителя 8 постояпного тока подключеп к первому входу сумматора 10, к второму входу которого через синхронный детектор 9 подключеп выход усилителя 7 перемеппого напряжения. Прямой выход тактового генератор 6 подключен к управляющему входу геператора 4 тока, а инверсный - к входам управляемого генератора 5 тока и синхронного детектора 9. К выходу фильтра 11 последовательно подключены аналогоцифровой преобразователь 12 и цифровой индикатор 13. Устройство работает следующим образом. При соприкосновении тепловоспринимаюП1,ей пластины термопреобразователя с объектом контроля, имеющим температуру Тк (фиг.2, линия 14), сначала нагревается транзистор 2 (фиг.2, кривая 15), а затем - транзистор 3 (фиг.2, кривая 16). При этом, вследствие теплоотвода но корпусу термопреобразователя в окружающую среду, установившееся значение темнературы транзистора 2 пиже температуры контролируемого объекта Тк на величину ДТ|, а температура транзистора 3 ниже температуры транзистора 2 на величину ДТ2. Разности температур АТ| и АТа зависят от температур окружающей среды и объекта контроля. Средняя температура Т двух транзисторов 2 и 3 изменяется в соответствии с кривой 17, а разность температур ДТ2 - в соответствии с кривой 18. Управляемые генераторы 4 и 5 тока подают импульсами, в противофазе один к другому, соответственно на транзисторы 2 и 3 токи 1| и 12. Значения этих токов выбраны таким образом, чтобы зависимость прямого напряжения на переходах базаэмиттер от температуры у обоих транзисторов была одинаковой. Амплитуда импульсов падения напряжения на переходах базаэмиттер транзисторов пропорциональна их температурам и будет изменяться в соответствии с кривыми 15 и 16 на фиг.2. Сигнал на входе усилите,пей постоянного тока и переменного напряжения равен сумме сигналов от транзисторов и имеет постоянную составляющую, пропорциональную средней температуре транзисторов (фиг.2,кривая 17) и переменную составляющую, пропорциональную разности температур транзисторов (фиг.2, кривая 18). Усилитель переменного напряжения усиливает только переменную составляющую, а усилитель постоянного тока - весь сигнал. Выходное напряжение усилителя переменного напряжения детектируется синхронным детектором 9 и суммируется с выходным напряжением усилителя постоянного тока в сумматоре 10. Результирующий сигнал поступает на фильтр 11, а затем в. виде напряжения UBLIX, пропорционального температуре объекта контроля (фиг.2, кривая 19), - на выходные блоки: аналого-цифровой преобразователь 12 и цифровой индикатор 13. При этом S(KiXT.+ K2AT2 где S чувствительность к температуре прямого напряжения па переходах база-эмиттер транзисторов; и Кг - соответственно коэффициенты усиления усилителя постоянного тока и усилителя переменного напряжения с синхронным детектором. Значение коэффициента усиления Ki рассчитывается из условий: ATz О, Ti Тк, Ьвых UK и равно ()- KxS где К - коэффициент пропорциональности между температурой объекта Тк и выходным напряжением UK. Коэффициент К2 определяется выражениемК2 UK(-T,XT) (SiAT2)--, где Те, АТ2, UK - величины, рассчитанные или измеренные при градуировке устройства.

Изобретение относится к термометрии и может найти применение в системах контроля и регулирования температуры (Т) поверхьюсти твердьих тел, а также пристенных слоев жидких и газообразных сред. Цель изобретения - повышение точности измерения и быстродействия путем учета теплонотерь от чувствительного элемента в окружающую среду. Управляемые генераторы 4 и 5 тока подают импульсами в противофазе друг к другу соответственно на транзисторы 2 и Зтоки, значения которых выбраны так, чтобы зависимость прямого напряжения на переходах база-эмиттер от Т у транзисторов 2 и 3 была одинаковой. Усилитель 7 неременного напряжения усиливает переменную составляющую, а усилитель 8 постоянного тока - весь сигна.. Выходное напряже1Н1е усилителя 7 неременного напряжения детектируется синхронным детектором 9 и суммируется с выходным напряжением усилителя 8 ностоянного тока в сумматоре 10. Резу.пьтирующий сигнал юступает на фильтр 11, а затем в виде нанряжения, пропорцио(С нального Т объекта контроля, поступает на (Л аналого-цифровой нреобразоватсмь 12 и цифровой индикатор 13. 2 H.:I. ю 05 СХ) со о: 00