Устройство для измерения температуры Советский патент 1991 года по МПК G01K7/13 

1

(21)4461549/10 (22) 15.07.88 (46)07.10.91. Бюл. №37

(71)Научно-производственное объединение Гауя

(72)А.В.Сурмач и В.Н.Невлева

(53)536.5 (088.8)

(56)Патент США № 3921453,

кл. G01 К 7/12, опублик. 25.11.75.

Патент ГДР № 229893, кл. G 01 К 7/02, опублик. 20.11.85.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

(57)Изобретение касается температурных измерений и позволяет повысить точность

измерения температуры путем снижения погрешности компенсации термоЭДС холодного спая термопары. Устройство содержит термопару 1, термокомпенсирующий транзистор 3 в диодном включении, два Генератора 2 и 6 тока, резисторы 4, 5, 7 и 8 и операционный усилитель 9. Падение напряжения на резисторе 7, образующееся при протекании через него тока генератора 6, равно по модулю и противоположно по знаку падению напряжения на термокомпенси- рующем транзисторе 3 при температуре окружающей среды, равной 0°С. 1 ил.

(Л

С

о

00

го

00

го

sl

Изобретение относится к области температурных измерений и может быть использовано при разработке схем термоэлектрических термометров.

Целью изобретения является повыше- ние точности измерения температуры путем снижения погрешности компенсации тер- моЭДС холодного спая термопары.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит термопару 1, первый генератор 2 тока, термокомпенсирую- щий транзистор 3 в диодном включении, первый резистор 4, второй резистор 5, второй генератор б тока, третий резистор 7, четвертый резистор 8 и операционный усилитель 9.

Положительный электрод 10 термопары 1 подключен через первый резистор А к неинвертирующему входу операционного уси- лителя 9, Отрицательный электрод 11 термопары 1 соединен с нулевой шиной 12 источника питания операционного усилителя 9.

Коплектор и база термокомпенсирую- щего транзистора 3 соединены между собой и подключены через второй резистор 5 к инвертирующему входу операционного усилителя 9. Эмиттер термокомпенсирующего транзистора 3 соединен с нулевой шиной 12 источника питания операционного усилителя 9.

Первый генератор 2 тока включен между коллектором термокомпенсирующего транзистора 3 и положительной шиной 13 источника питания операционного усилителя 9. В горой генератор 6 тока включен между отрицательной шиной 14 источника питания операционного усилителя 9 и точкой соединения одних из выводов третьего 7 и четвертого 8 резисторов, другие выводы которых соединены соответственно с нулевой шиной 12 источника питания операционного усилителя 9 и инвертирующим входом операционного усилителя 9. При этом полярность полюса второго генератора б, соединенного с выводами третьего 7 и четвертого 8 резисторов, выбирается противоположной полярности полюса первого ге- нератора 2 тока, соединенного с коллектором термокомпенсирующего транзистора 3.

Устройство работает следующим образом.

Термокомпенсирующий транзистор 3 размещают в области холодного спая (свободных концов) термопары 1 таким образом, чтобы и термокомпенсирующий транзистор 3 и свободные концы термопары 1 находились при одной и той же температуре, соответствующей температуре окружающей среды.

За счет протекания стабильного тока первого генератора 2 тока на термокомпен- сирующем транзисторе 3, включенном в ое- жиме диода, возникает положительное напряжение, которое уменьшается прямо пропорционально температуре окружающей среды. Это напряжение через второй резистор 5 поступает на инвертирующий вход операционного усилителя 9, где суммируется с опорным постоянным отрицательным напряжением, которое формируется на третьем резисторе 7 за счет протекания через него стабильного тока второго генератора 6.

При температуре окружающей среды, равной 0°С, положительное напряжение на термокомпенсирующем транзисторе 3 полностью компенсируется отрицательным напряжением на третьем резисторе 7. При этом напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя 9 равно нулю, а его выходное напряжение определяется измеряемой температурой. ,

При изменении температуры окружающей среды в сторону увеличения увеличивается отрицательное напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя 9 и соответственно увеличивается положительное напряжение на выходе операционного усилителя 9, компенсируя тем самым снижение термоЭДС термопары 1 при повышении температуры окружающей среды.

Формула изобретения Устройство для измерения температуры, содержащее термопару, положительный электрод которой подключен через первый резистор к неинвертирующему входу операционного усилителя, а отрицательный электрод соединен с нулевой шиной источника питания операционного усилителя, термокомпенсирующий транзистор, эмиттер которого соединен с нулевой шиной источника питания операционного усилителя, а его коллектор и база соединены между собой и подключены через второй резистор к инвертирующему входу операционного усилителя, и первый генератор тока, включенный между коллектором термокомпенсирующего транзистора и положительной шиной источника питания операционного усилителя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены третий и четвертый резисторы и второй генератор тока, при этом один полюс второго генератора тока соединен с отрица

тельной шиной источника питания операци-одними выводами третьего и четвертого реонного усилителя, а другой его полюс, по-зисторов, другие выводы которых соединелярность которого противоположнаны соответственно с нулевой шиной

полярности полюса первого генератора то-источника питания операционного усилитека, соединенного с коллектором термоком-5 ля и инвертирующим входом операционнопенсирующего транзистора, соединен сго усилителя,