Устройство для измерения температуры Советский патент 1988 года по МПК G01K7/13 

1

Изобретение относится к термометрии, а именно к устройствам для измерения температуры различньгх проце с4в с использованием в качестве чув с- вительного элемента термоэлектри- ч ского преобразователя-термопары и является усоверпенствованием изобретения по авт.ев,.№ 1337676о

Целью изобретения является повышение точности измерений путем улучшения воспроизводимости метрологических характеристик. I На фиг. 1 приведена электрическа с|хема устройства; на фиго 2 - тепло В|ыравниваю1цее тело, аксонометрия, i Устройство содержит термоэлектрический преобразователь 1 . (термопару ), четырехплечий электрический

мост, образованный термочувствитель rtbiM резистором 2 и термонезависимыми резисторами 3-5, причем резистор j моста, противолежащий термочувствительному резистору 2, выполнен со i aBHbiM из двух последовательно включенных резисторов 5 и 5 , измерительный прибор 6, включенный последовательно с термоэлектрическим преобразователем 1 в измерительную диагональ моста (точки сии). Точки сие моста соединены с входами дифференциального усилителя 7, выход которого соединен с базой бипо- (Лярного управляющего транзистора 8, коллекторно-эмиттерный переход которого включен последовательно с нагревателем 9, размещённым на наружно поверхности тепловыравнивающего тел 10, выполненного из двух частей П и 12, электроизолированных одна от другой посредством изоляции 13 (фиг. 2)о

С каждой из частей 11 и 12 тепло выравнивающего тела имеют непосредственный тепловой контакт свободные концы 14 термоэлектрического преобразователя 1: в процессе сборки каждый свободный конец 14 размещается в полости на соответствующей части 11 или 12 и закрепляется изоляцией 13 (например, изоляционной лентой), которая одновременно осуществляет и их электрическую изоляцию. Геометрические оси полостей, в которых размещаются свободные концы термоэлектрического преобразователя и темочувствительный резистор 2 (полост 15), расположены на одной изотермической поверхности 16, имеющей для

0

5

5

0

0

0

5

0

5

цилиндрического тепловыравнивающего тела форму цилиндра с произвольн ым радиусом (на фиг.2 показана пунктиром) .,

Затем обе части тепловыравнивающего тела 10 соединяют друг с другом. Поверх нагревателя 9 на тепловырав- нивающее тело наносится теплоизоляция (на фиг. 2 не показана). Питание нагревателя 9 и электрического моста осуществляется от стабилизированного источника 17 питания.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение от источника 17 питания подается на нагреватель 9 и диагональ питания ав электрического Напряжение , снимаемое с

моста

точек с и е на вход операционного усилителя 7, не равно нулю, поэтому на входе усилителя 7 появляется напряжение, которое открьшает управляющий транзистор 8 и по нагревателю 9 протекает ток, разогревающий тепло- выравнивающее тело 10. При достижении расчетной температуры, которая выбирается выше максимального значения, ожидаемого в месте размещения свободных концов 14 термоэлектрического преобразователя 1, напряжение становится равным нулю, управляющий транзистор 8 прикрьшается и ток через нагреватель 9 уменьшается. с Полярность сигнала Uce выбирается таким образом, что при температуре меньше расчетной транзистор 8 открывается и по нагревателю 9 течет ток, а при температуре, равной или болше расчетной, транзистор 14 прикрывается и ток через нагреватель 12 уменьшается.

После достижения теплового равновесия, когда температура термочувствительного резистора 7 и свободных концов 14 термоэлектрического преобразователя 1 сравнивается с расчетной, разбаланс в измерительной диагонали электрического моста (между точками с и d) становится равным тер- моЭДС свободных концов 14 термоэлектрического преобразователя. Эта тер- моЭДС складьшается с термо-ЭДС тер- моэлектрического преобразователя 1 и измерительный прибор 6 автоматически показьшает значение температуры с учетом компенсации влияния изменения :гемпературы свободных концов термоэлектрического преобразователя.

Благодаря непосредственному контакту свободных концов 14 термоэлектрического преобразователя с тепло- вьфавнивающим телом 10 и размещению их на изотермической поверхности, обеспечивается равенство температур при каждой повторной сборке, что обеспечивает воспроизводимость характеристик и позволяет снизить трудоемкость сборки и настройки устройства.

За счет работы системы регулирования, состоящей из операционного усилителя 7 и управляющего транзистора 1А, температура в месте размещения свободных концов 14 термоэлектричес

10

15

кого преобразователя изменяется в узких пределах (не более 0,5 С). Формула изобретения Устройство для измерения температуры по авт.св. 1337676, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, тепло- вьфавнивающее тело вьтолнено из двух электроизолированных одна от другой частей, а геометрические оси полостей, в которых размещены термочув- .ствительный резистор и свободные концы термоэлектрического преобразователя, контактирунщие каждый с одной из частей тепловыравнивающего тела, расположены на одной изотермической поверхности.

Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить точность измерений путем улучшения воспроиз- . водимости метрологических характеристик. В устройстве тепловьфавниванлцее тело выполнено из двух -частей 11 и 12, электроизолированных друг от друга посредством изоляции 13. В полостях тепловыравнивающего тела, геометрические оси которых расположены на одной изотермической поверхности 16, размещены свободные концы 14 термоэлектрического преобразователя и термочувствительный резистор. Непосредственный контакт концов 14 термоэлектрического преобразователя с теп- ловыравнивающим телом и размещение их на изотермической поверхности обеспечивает равенство температур при каждой повторной сборке, что позволяет снизить трудоемкость настройки устройства. 2 ил i (Л 75 N) 15

Ф//г/