Устройство для измерения температуры Советский патент 1992 года по МПК G01K7/12 

Изобретение.относится к измерительной технике.

Известно устройство для измерения температуры, содержащее датчик температуры, усилитель постоянного тока, выход которого через первый ключ связан с выходом датчика температуры, а через второй ключ - с датчиком температуры окружающей среды, третий и четвертые ключи, измерительный прибор и генератор управления ключами.

Однако известное устройство характеризуется сложностью и недостаточной точностью,.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения температуры, содержащее датчик температуры, усилитель постоянного тока, выход которого, подключен к входу первого ключа, вход через второй ключ - с датчиком температуры окружа-1

ющеи среды, четвертый ключ, при этом управляющие входы ключей связаны с генератором управления ключами, измерительный прибор и инвертор напряжения, подключенный к выходу усилителя постоянного тока„ Вход измерительного прибора связан с выходом первого ключа и через четвертый ключ - с выходом инвертора напряжения.

Однако известное устройство характеризуется недостаточной точностью измерения малых изменений температуры. .

Целью изобретения является повышение точности измерения малых изменений температуры.

Для достижения поставленной цели в устройство для измерения температуры, содержащее датчик температуры и датчик температуры окружающей среды,

42

со

to or

10

усилитель постоянного тока, подключенный первым входом через первый и второй ключи с выходами датчиков температуры и датчика температуры окружающей среды, выходом через третий ключ к выходу измерительного прибора, подсоединенного через последовательно соединенные четвертый ключ и инвертор к выходу усилителя постоянного тока.и генератор управляющих импульсов, подсоединенный выходом к управляющим входам первого, второго, третьего и четвертого ключей, введены пятый и шестой ключи, подклю-jc ченные выходами к второму входу уси- лителя постоянного тока, выходами соответственно к выходам датчика температуры и датчика температуры окружающей среды и соединенными между собой управляющими входами к выходу генератора управляющих импульсов, причем датчики температуры и температуры окружающей среды соединены между собой последовательно разноименными полюсами.

На чертеже приведена блок-схема устройства о

Устройство для измерения температуры содержит датчик 1 температуры, датчик 2 температуры окружающей среды, ключи 3 и , соединяющие выходы датчиков 1 и 2 температуры с первым входом усилителя 7 постоянного тока, дополнительные ключи 5 и 6/соединяющие второй вход усилителя 7 с выходом датчиков 1 и 2, инвертор 8 напряжения, ключи 9 и 10, генератор 11 управляющих импульсов и измерительный прибор 12„ .

Устройство для измерения температуры работает следующим образом.

Генератор 11 последовательно вырабатывает на своем выходе сигналы 1 и О со строго одинаковой длительностью.

20

25

30

35

40

45

В исходный момент времени, когда на выходе генератора .11 присутствует сигнал 1, замкнуты ключи 3,5, 9, а ключи 4, 6 и 10 разомкнуты. Когда на выходе генератора 11 появляется О ключи 3, 5 и 9 размыкаются, а ключи k, 6 и 10 замыкаются.

Датчик .1 температуры (термопара) вырабатывает электрический сигнал Е, равный

,.+Е

X

Е.

эдс

ЭДС

ры0

горячего спая термопары; холодного спая термопа

Датчик 2 вырабатывает напряжение, в зависимости от температуры окружа- щей среды в зоне холодных концов термопары и равное Е (может быть выполнен в виде мостовой схемы, в одно из плеч которой включен терморезистор) о

Так как датчики 1 и 2 включены последовательно и встречно, то в исходный момент времени с выхода усилителя на вход измерительного прибора 12 подается напряжение U( , равное

U{ (ЕГ+ЕХ)-ЕГ+ЕСМ К(ЕГ+Е

см

)-к,

где

Есмнапряжение смещения нуля усилителя;

К - коэффициент усиления усилителя .

После переключения сигнала на выходе генератора 11 с 1 на 0м на вход усилителя подается разность напряжений датчиков 1 и 2, но с противоположным знаком, а на вход измерительного прибора подается усиленное усилителем и проинвертированное инвертором напряжение U2

иг -1(-Ег+ЕсИ)-К,

Напряжение, поступающее на измерительный прибор (усредненное за два цикла работы), равно

,5(U1+U2)0,5(Er+ECM)K+(Er- -ЕСМ) ;

и пропорционально измеряемой температуре.

Предлагаемое устройство, как и устройство-прототип, не чувствительно к дрейфу нуля усилителя постоянного тока.

Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом при равном коэффициенте усиления усилителя имеет выходное напряжение в 2 раза большее, в результате чего можно, например, повысить в два раза момент противодействующей пружины в магнитоэлектрическом измерительном приборе, что приводит к уменьшению погрешности от трения в опорах и повышению виброустойчивости.

Формула изобрете н и я

Устройство для измерения температуры, содержащее датчик температуры

и датчик температуры окружающей среды, усилитель постоянного тока, соединенный первым входом через первый и второй ключи с выходами датчика тем- $ пературы и датчика температуры окру- -.дающей среды, выходом через третий ключ - с входом измерительного прибора , подсоединенного через последовательно соединенные четвертый ключ О, и инвертор к выходу усилителя постоянного тока, и генератор управляющих импульсов , подсоединенный выходом к управляющим входам первого, вто- iporo, третьего и четвертого ключей, 15 ;отличающееся тем, что, с

целью повышения точности измерения малых изменений температуры, в него ;введены пятый и шестой ключи, подключенные выходами к второму входу усилителя постоянного тока, входами - соответственно к выходам датчика температуры и датчика температуры окружающей среды и соединенными между собой управляющими входами к выходу ге-. нератора управляющих импульсов, причем датчик температуры и датчик температуры окружающей среды соединены между собой последовательно разноименными полюсами.

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерения малых изменений температуры Для достижения поставленной цели в устройство дополнительно введены пятый и шестой ключи, подключенные выходами к второму входу усилителя, входами соответственно к выходам датчика температуры окружающей среды и датчика температуры, а соединенными между собой управляющими входами - к выходу генератора управляющих импульсов, причем датчик температуры и датчик температуры окружающей среды соединены между собой последовательно разноименными полюсами. 1 ил„