Преобразователь температуры в напряжение Советский патент 1990 года по МПК G01K7/00 

бх

и.

-

вых

СЛ

С

Изобретение относится к термометрии и позволяет упростить устройство. Выходной сигнал термопары 1 усиливается усилителем 2 и поступает на вход аналогового делительного устройства 3 и на вход масштабного преобразователя 5. Выходной сигнал масштабного преобразователя 5 суммируется с сигналом источника 7 опорного напряжения и поступает на второй вход аналогового делительного устройства 3. На входы дифференциального усилителя 4 поступают сигналы с выходов аналогового делительного устройства 3 и с выхода масштабного преобразователя 6, на выходе дифференциального усилителя 4 образуется сигнал, пропорциональный температуре. Выбором значений коэффициентов преобразования элементов преобразователя обеспечивается простота настройки и калибровки преобразователя. 1 ил.

7

СЛ О VI СЛ О ОЭ

Изобретение, относится к термометрии и может найти применение при создании нормирующих измерительных преобразователей температуры в унифицированный сигнал .напряжения постоянного тока.

Цель изобретения - упрощение преобразователя.

На чертеже представлена структурная схема предложенного преобразователя температуры в напряжение.

Преобразователь температуры в напряжение содержит термопару 1, усилитель 2, аналоговое делительное устройство 3, дифференциальный усилитель 4,первый 5 и второй б масштабные преобразователи, источник 7 опорного напряжения и сумматор 8. :

. Обозначим коэффициенты преобразования усилителя 2, аналогового делительного устройства 3, дифференциального усилителя 4, первого 5 и второго 6 масштабных преобразователей соответственно через К2, Кз, К4, КБ и Кб.

При этом выходное напряжение усилителя 2, подаваемое на один из входов аналогового делительного устройства 3 и вход масштабного преобразователя 5, выразится как

U2 К2Ех,(1)

где ЕХ - выходная термоЭДС термопары, соответствующая преобразуемой термопаре QX.

После преобразования зтого напряжения масштабным преобразователем 5 на его выходе формируется напряжение UB, которое подается на первый вход сумматора 8 и равно

, -KsEx. (2)

На второй вход сумматора 8 подается выходное напряжение с выхода источника 7 опорного напряжения. Следовательно, на выходе сумматора 8 получается значение напряжения, равное

UB Uo + Us Uo + К2 Ks Ex. (3) Выходное напряжение Ue сумматора 8 поступает на второй вход аналогового делительного устройства 3, на первый вход которого подается напряжение U2 с выхода усилителя 2. Поэтому после осуществления операции деления на выходе аналогового делительного устройства 3 формируется напряжение УЗ, значение которого равно

Уз Кз Кз

К2Ех

Уо + К2 КБ Е,

(4)

Напряжение Уз поступает на инвертирующий вход дифференциального усилителя 4. Поскольку на инвертирующий вход дифференциального усилителя 4 подается выходное напряжение Уе масштабного преобразователя 6, то выходное напряжение

Увых дифференциального усилителя 4, являющееся выходным напряжением преобразователя, равно

Увых (Уз - Уо) КА. (5) Учитывая, что на вход масштабного

преобразователя б поступает выходное напряжение УО источника 7 опорного напряжения, значение напряжения Уе выражается как

Уб КбУо-(6)

Подставляя (5) и (7) в уравнение (6), получают выражение для выходного напряжения предложенного преобразователя в виде

0

5

УВЫХ -

К4 (|

Кз

К2Е

Кб Uo) . (7)

Uo + К2 Кб ЕХ Выбором значений коэффициентов Кз и К4 обеспечивается заданное значение нормированного уровня выходного напряжения УВЫХ. Выбором значений коэффицй5 ентов К2 и Кз обеспечивается линейная зависимость Увых от преобразуемой температуры QX в диапазоне Qx минQx макс, а

значением коэффициента Кб обеспечивается необходимое значение напряжения сме0 щения (UcM KG-UO) для уменьшения аддитивной составляющей погрешности преобразования и для обеспечения нулевого уровня выходного напряжения () при QX мин 0, а значит, и ЕХ мин F(Qx мин,

5 0°С) О, т.е. в случае, если нормированный диапазон унифицированного сигнала на выходе преобразователя задается от О до

и вых макс.

Формула изобретения 0Преобразователь температуры в напряжение, содержащий последовательно соединенные термопару и усилитель, источник опорного напряжения, выходом подключенный к первому входу сумматора, отличающийся тем, что, с целью упрощения

преобразователя, в него введены аналоговое делительное устройство и дифференциальный усилитель, соединенный последовательно, первый масштабный пре0 образователь и второй масштабный преобразователь, входом подключенный к первому входу сумматора, а выходом - к инвертирующему входу дифференциального усилителя, при этом выход усилителя

5 соединен с первым входом аналогового делительного устройства, вторым входом подключенного к выходу сумматора, и через первый масштабный преобразователь подсоединен к второму входу сумматора.