Устройство для измерения температуры Советский патент 1986 года по МПК G01K7/20 G01K7/42 

Изобретение относится к области температурных измерений и может быть использовано для многоканального высокоточного измерения температуры в измерительных системах на базе ЭВМ.

Целью изобретения является повышение точности измерения путем исключения ошибки измерения, вызванной насыщением усилителя, и повышение быстродействия устройства.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг, 2 - принципиальная схема устройства.

Устройство содержит блок питания 1, мостовую схему, состоящую из резисторов 2-4 и блока 5, переключаемых термопреобразователей и эталонных резисторов, дифференциальный усилитель б с резисторами 7, 8, вькод 9 которого подключен к входу аналого-цифрового преобразователя или измерителя напряжения (не показан), а входы подключены к выходной диагонали мостовой схемы, дополнительный усилитель 10 и формирователь комепсирующего напряжения 11.

Блок питания 1 содержит стабилизатор тока - транзистор 12, резистор 13 и двуполярный стабилизатор напряжения - стабилитроны 14, 15 и конденсатор 16. Блок 5 содержит термопреобразователи сопротивления 17.1, . . J, 17.П и эталонные резисторы 18.1 и 18.2, включаемые в плечо мос,,19.т

товой схемы контактами 19.1,

коммутатора (не показан).

Дополнительный усилитель содержит транзисторы 20, 21 и резисторы 22-24 Формирователь компенсирующего напряжения содержит резистор 25, транзистор 26, выполняющий функцию ключа, и переменный резистор 27. Резистор 7 используется для развязки выхода формирователя компенсирующего напряжения 11 с его управляющим входом Резистор 8 включен для уравнивания входных токов усилителя. Внешние цепи усилителя б не показаны так как в зависимости от схемной реализации преобразователя аналог-код, он выполнять различные функции, например входить в состав интегратора аналого-цифрового преобразователя,

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии контакты 19 коммутатора разомкнуты, на входе до752302

полнительного усилителя 10 присутствует высокий уровень напряжения +Uon При этом с выхода усилителя 10 на транзистор; 26 подается напря-

5 жение, открывающее этот транзистор и на неинвертирующий вход усилителя 6 поступает через резистор 25, транзистор 26 и переменный резистор 27 компенсирующее напряжение. Величина

to компенсирующего напряжения регулируется с помощью переменного резистора 27 и устанавливается такой, что сигнал на выходе диффе|ренциапьного усилителя 6 равен нулю.

5 При замыкании одного из контактов 19 коммутатора напряжение на входе дополнительного усилителя уменьшается, транзистор 26 закрывается, компенсирующее напряжение на вход уси20 лителя не поступает, а поступает напряжение, пропорциональное величине сопротивления подключенного термопреобразователя или эталонного резистора.

25 При переключении термопреобразователя и эталонных резисторов на неинвертирующий вход усилителя 6 периодически подается компенсирующее напряжение, которое позволяет снизить

30 скачки напряжения на входе усилителя 6 и избежать его насыщения.

Сопротивление эталонных резисторов 18.1 и 18.2 равно сопротивлению термопреобразователя при граничных значениях измеряемой температуры, что позволяет проводить калибровку мостовой схемы.

В соответствии с решаемой задачей, возможно введение дополнительных эталонных резисторов с различными сопротивлениями.

Управление работой коммутатора измерительных и эталонных каналов и коррекция результата измерения по эталонному резистору осуществляется устройством измерения и коррекции схемно или программно с использованием ЭВМ (не показана), что зависит от технических ресурсов системы и предъявляемых требований к конкрет50 ной измерительной системе.

Формула изобретения

Устройство для измерения темпера55 туры, содержащее мостовую схему, в одно из плеч которой через контакты коммутатора включены термопреобразователи сопротивления и эталонные

резисторы, питающая диагональ подключена к выходу блока питания, а измерительная диагональ - к входам дифференциального усилителя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения путем исключения ошибки измерения, вызванной насыщением усилителя, и повьшением быстродействия устройства, в него введены дополнительный усилитель и формирователь компенсирующего напряжения, вход которого подключен к дополнительному выходу блока питания, выход - к дополнительному входу дифференциального усилителя, а управляющий вход - к выходу дополнительного усилителя, вход которого подключен к плечу мостовой схемы, соединенному с термопреобразователями сопротивления.

Изобретение может быть использовано для многоканального высокоточного измерения температуры и позволяет повысить точность путем исключения ошибки измерения, вызванной насыщением усилителя, и быстродействие устройства. При замыкании одного из контактов 19 коммутатора напряжение на выходе усилителя 10 уменьшается, транзистор 26 закрывается. Компенсирующее напряжение на вход усилителя 6 не поступает, а поступает напряжение, пропорциональное величине сопротивления подключенного одного из термопреобразователей 17.1,...,17.п или эталонных резисторов 18.1;..., 18.п. При переключении последних на неинвертирующий вход усилителя 6 периодически подается компенсирующее напряжение, которое позволяет снизить скачки напряжения на входе уси(Л лителя 6 и избежать его насыщение. 2 ил.