Устройство для измерения температуры Советский патент 1992 года по МПК G01K7/01 

Изобретение относится к температурным измерения, в частности к устройствам для измерения и регулирования температуры.

Известно устройство для измерения температуры, содержащее термоэлектрический преобразователь, сумматор, усилитель, регистратор, автоматический компенсатор, формирователь корректирующего напряжения, выполненн| 1й в виде реохордов с источниками питания. В устройстве коррекции нелинейности термопреобразователя достигаются путем подачи на вход усилителя корректирующего напряжения.

Недостатками устройства являются низкие быстродействие и надежность ввиду наличия механических узлов.

Наиболее близким по технической сущ ности к предлагаемому является устройство, которое содержит преобразователь температуры в напряжение, резистор обратной связи, измерительный усилитель, коммутатор, пороговые блоки, управляемые источники тока и индикатор.

В этом устройстве повышение точности измерений достигается за счет применения в нем коммутатора, пороговых блоков и управляемых источников тока, входы которь1х соединены с выходами пороговых блоков, а выходы подключены к второму выводу преобразователя температуры в напряжение и второму входу измерительного усилителя, соединенному с общей шиной устройства, при этом выход измерительного усилителя соединен через коммутатор с входами пороговых блоков.

Недостатком устройства является невозможность непосредственного использования его в системах автоматического контроля и регулирования температуры при непрерывных технологических процессах, в климатических камерах, где необходим дистанционный беспроводный контроль и регулирование температуры.

Цель изобретения - повышение точности измерений с возможностью дистанционного контроля температуры.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемое устройство введены п усилителей мощности, п светоизлучающих диодов. При этом первые выходы коммутатора через соответствующие пороговые блоки подключены к входам соответствующих усилителей мощности и входам соответствующих управляемых источников питания, выходы которых соединены между собой и подключены к первому выходу преобразователя температуры в напряжение, второй выход которого соединен через первый резистор с инвертирующим входом измерительного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной, а выход - с входом коммутатора, второй выход которого через второй резистор соединен с инвертирующим входом измерительного усилителя, а третий выход коммутатора через третий резистор подключен к первому выходу преобразователя температуры в напряжение, подключенному через четвертый резистор к общей ши;не, с которой через светоизлучающие и инфракрасные диоды соединены выходы усилителей мощности соответственнЬ.

На чертеже приведена функциональная схема устройства..

Устройство для измерения температуры содержит преобразователь температуры в напряжение, соединенный стремя резисторами 2-4 обратной связи и входом измерительного усилителя, выход которого соединен с коммутатором 6, связанным с входами п пороговых блоков, выходы которых соединены с входами п усилителей мощности, нагрузкой которых являются п светоизлучающих диодов и инфракрасных излучающих диодов. Выходы пороговых блоков соединены также с входами п управляемых источников питания, выходы которых подсоединены к общей точке выхода преобразователя и одного из резисторов обратной связи.

Измерительный усилитель содержит резистор, соединенный с инвертирующим входом операционного усилителя и резистором обратной связи, связанным с выходом коммутатора.

Устройство работает следующим образом.

; В зависимости от вида характеристики термопреобразователя и требуемой точности измерения диапазон измеряемых температур разбивается на п участков. К коммутатору подключают п каналов, каждый из которых содержит пороговый блок, усилитель мощности, светодиод, инфракрасный диод, управляемый источник тока. Каждый пороговый блок настраивается на срабатывание при определённом значении напряжения на выходе измерительного усилителя - Ui, U2, Un соответственно. При увеличении температуры выходной сигнал усилителя увеличивается и при достижении значения Ui включается в действие первый канал. Через резистор обратной связи протекает дополнительный ток от первого управляемого источника тока, величина которого меняется в зависимости от выходного сигнала усилителя по такому закону, чтобы выходной сигнал усилителя линейно зависел от температуры. Добиться этого значительно облегчает и подключение регулируемых резисторов обратной связи к выходу коммутатора, что дает возможность включать их действие на отдельных наиболее нелинейных участках характеристики термопреобразователя.

Сигнал с выхода первого порогового блока включает также первый усилитель мощности, при этом начинают излучать первые светодиод и инфракрасный диод. При дальнейшем увеличении температуры выходной сигнал достигает уровня U2, происходит включение второго канала, линеаризация участка характеристики от Ui до Ua и включение вторых светодиода и инфракрасного диода, и таким образом до включения п-канала. При этом, помимо линеаризации характеристики, светодиоды располагают вдоль линейной Щкалы и их загорание дает непосредственную информацию о температуре, т.е. они служат индикаторами температуры.

Инфракрасные диоды позволяют осуществить беспроводное дистанционное управление различными исполнительными механизмами, например источниками энергии, нагревателями и пр., изменяющими температуру в заданном объеме веществ, воздушной среды или технрлогического про,цесса.

В том случае, когда линейность характеристики термопреобразователя в заданном диапазоне температур, например измерение температуры биообъекта, обеспечивает необходимую точность измерений, коммутатор и управляемые источники тока можно исключить.

За счет универсальности и высокой точности предлагаемого устройства для измерения температуры его можно широко использовать как в производственных условиях, так и в быту.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры, содержащее преобразователь температуры в напряжение, измерительный усилитель, резисторы, коммутатор, п пороговых блоков, п управляемых источников питания, индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности изме юний с возможностью дистанционного

Изобретение предназначено для температурных измерений. Цель изобретения - повышение точности измерений с возможностью дистанционного контроля температуры. Устройство содержит преобразователь температуры в напряже-, ние, измерительный усилитель, резисторы, коммутатор, пороговые б>&1оки, управляемые источники питания, индикатор, а также усилители мощности, светоизлучающие диоды и инфракрасные излучающие диоды. 1 ил.