Устройство для измерения разности температур Советский патент 1993 года по МПК G01K7/16 

Изобретение относится к области температурных измерений, а именно к устройствам для измерения разности температур с помощью термопреобразователей сопротивления, удаленных друг от друга и от измерителя.

Цель изобретения - повышение точности измерения при удаленных друг от друга термопреобразователях.сопротивления за счет исключения влияния сопротивления проводника, соединяющего термопреобразователи между собой, устранение синфазной помехи, а также упрощение устройства.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство для измерения разности температур содержит источник 1 стабилизированного постоянного тока, удаленные друг от друга первый 2 и второй 3 термопреобразователи сопротивления, проводник 4, соединяющий термопреобразователи. между собой, блок 5 вычитания на базе операционного усилителя 6, первый 7, второй 8, третий 9 и четвертый 10 согласующие резисторы, а также резисторы 11 и 12 обратной связи блока 5 вычитания.

Первый вывод первого и второй вывод второго 3 термопреобразователей сопротивления соединены соответственно с первым и вторым выводами источника 1 тока. Первый и второй выводы первого 2 термопреобразователя посредством первой двухпроводной симметричной линии через первый 7 и второй 8согласующие резисторы подключены соответственно к инвертирующему и неинвертирующему входам блока 5 вычитания, а первый и второй выводы второй 3 термопреобразователя посредством второй двухпроводной симметричной линии через третий 9 и четвертый 10 согласующие резисторы - соответственно к неинвертирующему и инвертирующему входам указанного блока 5.

Устройство работает следующим образом.

Падения напряжений, выделяющиеся на термопреобразователях 2 и 3, и сопротивлений проводника 4 при протекании тока от источника 1 определяются соответственно выражениями:

(t);(1)

(t);

00

to

Jb

4 Ч

U4.JK.

(2)

где I - ток источника 1; R2(t), Raft)-сопротивления термопреобразователей 2 и 3 соответственно;

R4 - сопротивление проводника 4.

Эти напряжения через согласующие резисторы 7-10 поступают на входы блока 5 вычитания.

При выбранных значениях сопротивлений согласующих резисторов 7-10 и резисторов 11, 12 обратной связи, равных соответственно

и выполнений условия R2(t), R3(t)«R. что обеспечивается выбором сопротивления R, коэффициенты передачи блока 5 вычитания по KS - неинвертирующему и Kg -инвертирующему каналам определяются соотношениями:

, - Г ; ...- ;/ где К - коэффициент усиления блока 5 вЫчи- тания. .;. ..-. .:-.. . .; . ; ..

Напряжение на выходе блока 5 вычитания определяется выражением

U5(2U3-U4)K-{U2+U3+U4)K U3K-U2K.

Подставив значения Ua. Us из формул. (1), (2). получаем:

(t)-R2(t)

Из выражения видно, что выходной сигнал устройства не зависит от сопротивления проводника 4, соединяющего термопреобразователи, и связан линейной зависимостью с сопротивлением термопреобразователей и, соответственно, с разностью температур последних.

Таким образом, непосредственное подключение выводов термопреобразователей

сопротивления через согласующие резисторы к блоку вычитания с использованием для этой цели двухпроводных симметричных линий, с помощью которых устраняется влияние сопротивления проводника, соединяющего удаленные друг 6т друга термопреобразователи, позволяет отказаться от усилителей с отрицательной обратной связью, что, в свою очередь, повышает точность измерения и значительно упрощает устройство.

Формула изобретения Устройство для измерения разности температур, содержащее последовательно соединенные первый и второй термопрерб- разователи сопротивления, первый вывод первого и второй вывод второго из которых подключены к соответствующим выводам источника стабилизированного постоянного тока, блок вычитания в виде операционного усилителя, инвертирующий и неинвертирующий входы которого соединены через первый и второй согласующие резисторы соответственно и Два провода первой 25 линии связи с выводами первого термопреобразователя сопротивления, а через третий и четвертый согласующие резисторы соответственно и два провода второй линий связи с выводами второго тёрмопреобразователя сопротивления, отличающее с я тем, что, с Целью упрощения устройства, линии связи выполнены в виде двухпроводных симметричных линий, провода Первой из которых подключены к первому и второму выводам первого термопреобразователя сопротивления, а провода второй - к второму и первому выводам второго тёрмопреобразователя сопротивления.

10

15

20

30

35

Изобретение относится к температурным измерениям, а именно к устройствам для измерения разности температур с помощью термопреобразователей сопротивления, удаленных друг от друга и от измерителя. Цель изобретения - упрощение устройства. Устройство содержит источник стабилизационного постоянного тока, удаленные друг от друга два термопреобразователя сопротивления, проводник, блок вычитания, четыре согласующих резистора. 1 ил.