Устройство для измерения температуры Советский патент 1989 года по МПК G01K7/16 

14)

Фи&.1

Изобретение относится к температурным измерениям, а именно к устройствам измерения температуры, работающим совместно с термопреобраэо- вателями сопротивления, и является усовершенствованием устройства по авт. ев,. № 1249348.

Цель изобретения - повьпиение точности измерения температуры при ра- боте с термопреобразователями сопротивления с нелинейными характеристиками.

На фиг. 1 и фиг. 2 приведены схемы устройства для термопреобразова- талей сопротивления с выпуклыми (верх-низ) номинальными статическими характеристиками преобразования соответственно.

Устройство содержит термопреобра- зователь J сопротивления, подключенный к остальным элементам устройства например, с помощью трехпроводной линии связи с проводами 2-4, эталонный резистор 5, первый операционный усилитель 6, источник 7 опорного напряжения, резистор 8 смещения, ре- зистивный делитель напряжения на резисторах 9 и 10, переменный резистор II, первьш резистор 12, включенный в цепь обратной связи второго операционного усилителя 13, второй резистор 14, третий резистор 15. Элементы I и 5 образуют в целом термочувствительный полумост.

Устройство работает следующим образом.

Линеаризация выходной характерис- .тики термопреобразователя сопротив- ления осуществляется изменением тока через термопреобразователь сопротивления так, чтобы соответственно увеличить или уменьщить коэффициент передачи (чувствительность) полумосто- вой схемы на элементах 1-8. Это достигается включением третьего резистора 15 между инвертирующим входом первого операционного усилителя 6 и выходом второго операционного усили- теля 13. При этом для организации положительной обратной связи по току термопреобразователь сопротивления и эталонный резистор 5 необходимо подключить в соответствии со схемой, изображенной на фиг. 5, а для организации отрицательной обратной связи термопреобразователь сопротивления и эталонный резистор 5 необходимо поключить в соответствии со схемой на фиг. 2. Положительную обратную связь применяют, например, для платиновых термометров сопротивления (ТС), а отрицательную обратную связь - для никелевых ТС. Для конкретности дальнейшие рассуждения и расчеты будет проводить применительно к платиновым ТС по фиг. 1 .

Передаточная характеристика устройства имеет вид:

K.|(-R,) j

ЬЫх

К

(1)

1- Г-- (RrR.)

R

где

М 1 + 2о6

R , R - сопротивления термопреобразователя сопротивл :- ния 1 и эталонного резистора 5;

-сопротивления резисторов 8 и 15;

-напряжение источника опорного напряжения;

Ни

- t

-

Rg

3 10

R

, R ,, сопротивление

резисторов 9, 10, 11 и 12,

Выражение (I) можно преобразовать виду:

8.1. -57,..)J rк ,. . ,1 к

Е , 1 ь; . .

-I

(2)

(R-R,)

Пренебрегая вторым членом полученного выражения, получим: Von

и

- R« i;

где ,-Ry.

Для определения оптимальных значений коэффициента К и резистора 15 необходимо в (3) вместо R подставить зависимость сопротивления от температуры Hcnojib3yeMoro плативно- го термопреобразователя сопротивления согласно его номшгальной статической характеристике по ГОСТ 6651- 84. Интерполяционное уравнение платинового термометра сопротивления для диапазона температур от О до при.У,рд 1,3910 имеет -вид: +At-BtS (4)

pufi

Изобретение касается температурных измерений и является дополнительным к авт. св. N 1249348. Целью изобретения является повышение точности измерения при работе с термопреобразователями сопротивления (ТС) с нелинейными характеристиками. ТС 1 с помощью проводов 2,3,4 линии связи и эталонный резистор 5 подключены к источнику тока, образованному источником 7 опорного напряжения, резистором 8 смещения и операционным усилителем 6. Третий резистор 15, включенный между выходом второго операционного усилителя 13 и инвертирующим входом первого операционного усилителя 6, обеспечивает линеаризацию характеристики ТС 1. 2 ил.