Способ определения температуры и устройство для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК G01K7/16 

-

Uc

Roa

(

r

в,)

40

0 od-NavCNn -N,t)-ofi-Niv (N7,-Nn) 1 T,(Nl.)

Изобретение относится к области .температурных измерений и позволяет повысить точность и надежность oqpe- деления температуры исследуемых сред с применением двух резистивных термопреобразователей за счет того. Что результат-измерения не зависит от нестабильности во времени параметров термопреобразовйтелей и параметров .измерительной схемы. Предложенный способ предусматривает использование двух резистивных термопреобразовате- |лей, имеющих разные выходные характеристики,, и заключается в регистрации выходных сигналов термопреобразователей при двух различных температурах - измеряемой и дополнительной ..и последующем вычислении величины измеряемой температуры по расчетной формуле. Предлагаются различные варианты получения дополнительно температуры - искусственный подогрев термопреобразователей или их перемещение из одной точки среды в другую. Устройство, реализующее предложенный способ, содержит измерительный зонд 1 с двумя термопреобразователями 2 и 3, нагреватели 4 и 5, операционные усилители 6 и 7, резисторы 8 и 9, источник опорного напряжения 10, источник питания 11 нагревателей, коммутатор 12, аналого-цифровой преобразователь 13, микропроцессорный модуль 14, включающий в себя программно-управляемый таймер 15 и цен- тральньЕй процессор 16. 2 с.п. и 3 з.п.ф-лы, 1 ил. ( с о

где и - опорное напряжение источника 10;45 г - сопротивление резисторов 8 и 9;

61

RO,- сопротивления термопреобразователей 2 и 3 соответственно при температуре Q

в 0°С;

c/t o(i, - температурные коэффициен- (c,yfo(j) ты сопротивления термопреобразователей 2 и 3 соответственно. С помощью сигнала управления таймера 15 коммутатор 12 поочередно подключает к входу АЦП 13 выходы опера- циоишлх усилителей 6 и 7, выходные i

Значения температурных коэффициентов сопротивлений о,н термопреобразователей 2 и 3 записьшаются в память центрального процессора 16 заранее.

При необходимости: в центральном процессоре 16 может быть вычислено и значение температуры 6-2. по формуле

в (Nj,.,(Nji,-Ni-0 of, c,(Nj, N -N,,. N,)

Как следует из приведенных выражений для определения температур.

20

25

последние не зависят от нестабильных во времени параметров термопреобразователей сопротивления ( Ret) а также от параметров электронной схемы устройства U,,, г и К.

При геотермических исследованиях, связанных с измерениями температуры донных осадков морей и океанов, предлагаемый способ может быть pea- IQ лизован и без искусственного подогрева термопреобразователей сопротивления, т.е. без использования нагревательных элементов. В этом случае оба термопреобразователя сопро- 15 тивления размещаются последовательно- в двух точках донных осадков с различными горизонтальными координатами, т.е. точках, имеющих заведомо различные температуры, или переносятся из контролируемой точки донных осадков в воду.

Формула изобре.тения

, 1. Способ определения температуры, заключающийся в размещении в исследуемой среде двух резистивных термрпре- образователей с различными температурными коэффициентами сопротивления зо и регистрации их выходных сигналов, о т:, л ичающийсй тем, что, с целью повышения точности и надежности, изменяют температуру резистивных термопреобразователей, дополнительно регистрируют их выходные сигналы и по полученным четырем значениям выходных сигналов термопреобразователей определяют температуру среды.

в одной и той же точке исследуемой среды дополнительную регистрацию 5 выходных сигналов термопрербразова- телей осуществляют при их искусственном подогреве.

35

40

146А049

0

5

Q 5

о

5

5

0

ких исследованиях, связанных с измерениями температуры донных осадков море. и океанов, оба термопреобразователя после первой регистрации их выходных сигналов перемещают из одной точки исследуемой среды в другую.

5.Устройство для определения температуры, содержащее измерительньй зонд с двумя резистивными термопреобразователями, два операционных усилителя, в цепи отрицательной обратной связи которых включены резистив- ные термопреобразователи, источник опорного напряжения,, аналого-цифровой преобразователь и два резистора, первые выводы которых соединены с входами операционных усилителей, а вторые выводы объединены и подключены к выходу источника опорного напряжения, отличающееся тен, что, с целью повышения точаостй и надежности, в него введены два проволочных нагревателя, намотанных на термопреобразователи, источник питания нагревателей, коммутатор и микропроцессорный модуль, включакнций в себя центральный процессор и програм;мно-управляемый таймер, при этом i.o6a нагревателя соединены параллельно и подключены к выходу источника питания нагревателей, выходы операционных усилителей подключены к входам .коммутатора, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к первому входу центрального процессора, второй вход которого соединен с первым выходом таймера, а его выход соединен с управляющим входом таймера, второй и третий выходы которого подключены к управляющим входам соответственно источника питания нагревателей и коммутатора.