УСТРОЙСТВО для КОМПЕНСАЦИИ тЕРмо-э. Д. С. хо;годныхконцов ТЕРМОПАР Советский патент 1969 года по МПК G01K7/12 

Изобретение относится к области термометрни и может быть использовано в машинах централизо.ванного контроля (МЦК), в частности в измерительной части системы ввода аналоговой информации, а также во вторичных приборах потенциометрического типа.

В известных машинах централизованного контроля для компенсации погрешности измерения, возникающей при изменении температуры холодных концов термопары, применяются обычно мостовые схемы.

В таких схемах компенсирующее напряжение на выходе моста изменяется по линейному закону, а термо-э.д.с. термопары изменяется по закону, близкому к квадратичному при малых температурах, поэтому такие схемы из-за неидентичности характеристик компенсирующего напряжения и термо-э.д.с. термопары имеют значительную погрешность термокомпенсации. Кроме того, мостовые схемы сложны, TaiK как содержат большое количество резисторов и требуют специальной юстировки моста и подгонки сопротивлений линий связи.

Компенсациолная схема выполнена на двух последовательно соединенных резисторах, первый из котор,ых выполпен из материала с линейной зависимостью сопротивления от температуры, например из меди, а второй - из материала со слабой зависимостью сопротивления от температуры, например из манганина, параллельно которым включен третий резистор, выполненный также, например, из меди, причем компенсационная схема подключена параллельно источнику тока, а термопара соединена последовательно с первым резистором компенсационной схемы.

Такое построение схемы дает возможность приблизить характеристику компенсируюшего

напряжения к характеристике термо-э.д.с. термопары, что значительно уменьшает погрешность температурной компенсации и упрощает устройство в целом за счет того, что оно имеет меньшее количество резисторов, и

вся компенсационная схема полностью выведена из МЦК в отдельную соединительную коробку и не требует подгонки линий связи, а также юстировки схемы.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство; на фиг. 2 -графики зависимости компенсирующих напряжений и термо-э.д.с. термопары от температуры, где; а -график зависимости компенсирующего

напряжения от изменения температуры, снимаемого с мостовой схемы; 0 - график изменения термо-э.д.с. термопары в зависимости от изменения температуры; Д| - погрешность температурной компенсации, .вызванная неидентичностью характеристик термо-э.д.с. термопары и компенсирующего напряжения, снимаемого с предлагаемого устройства; Д2 - логреш-ность температурной компенсации, выЗВанная неидентичностью характеристик термо-з.д.с. термопары и компенсирующего напряжения, снимаемого с мостовой схемы.: Устройство для компенсации термо-э.д.с. холодных концов термопар состоит из термопа ры 1, источника 2 питания и компенсационной схемы 3. Последняя состоит из резистора 4, выполненного из меди и соединенного последовательно с резистором 5, выполненным из манганина. Параллельно резисторам 4, 5 включен резистор 6, также выполненный из меди. Компенсационная схема 3 подключена параллельно источнику 2, а термопара / соединена .последовательно с резистором 4 компенсадионной схемы 3. Полярность напряжения U компенсации холодных концов термопар соответствует полярности измеряемой термо-э.д.с. Выход схемы подключен к измерительной части МЦК или ко вторичным лриборам. температуре холодных «онцов термопары to 0°С напряжение компенсации равно UK, - величине, которую можно учесть лостоянным смещением уставки Uy в МЦК. В расчете можно принять RI Кз, тогда кз где 1-сопротивление резистора 4; RZ-сопротивление резистора 6; и у- напряжение смещения; UK, - напряжение компенсации при температуре холодных концов термопары, равной 0°С; / - ток от источника. При изменении температуры холодных кондов термопары от О до 50°С напряжение компенсации выразится: и. 12Ri + RZ где f/K-напряжение комленсации лри температуре холодных концов термопары больше °С; / - сопротивление меди при окружающей температуре, большей 0°С, причемD f -4-Д/ где Д. - величина, на которую увеличивается сопротивление меди при изменении .окружающей температуры. Компенсирующее напряжение, таким образом, выразится как разность U и UK, : Af/K .. в результате преобразования получаем . .., 2Л1,) + .№ + 1о) ДС/к - 2 (R2 + 2 RI,) + 4 /, + Rl Отсюда видно, что компенсирующее напряжение, зависит от по закону, близкому к квадратичному, а , в свою очередь, зависит от тем-пературы линейно, следовательно, компенсирующее напряжение зависит от температуры по закону, близкому к квадратичному (фиг. 2, график б), Термо-э.д.с. холодных концов термопары изменяется при изменении температуры по закону, также близкому к квадратичному (фиг. 2, график в). Погрешность неидентичности этих характеристик Дь иапр.имер, для градуировки хромель-жолелевых термопар равна 2 мкв, что в 17 раз меньше, чем погрешность неидентичности напряжения, снимаемого с мостовой схемы &2Из формулы видно, что квадратичность зависимости от температуры получается именно благодаря такому сочетанию температурно зависимых, например медных, и температурно .независимого, например манганинового, резисторов, как в предлагаемой схеме. При RI RS величина AI может быть уменьшена, расчет при этом .производится аналогично. Комленсирующее напряжение А(Ук суммируется с измеряемой термо-э.д.с. и на выходе всей схемы получаем действительную термоЭ.Д.С., соответствующую температуре объекта независимо от температуры холодных концов термопары. Предмет изобретения Устройство для компенсации термо-э.д.с. холодных концов термопар, содержащее термопару, комленсационную схему и источник тока, отличающееся тем, что, с целью повышения точности темлературнои компенсации и упрощения устройства, компенсационная схема выполнена на двух последовательно соедипенных резисторах, первый из которых выполнен из материала с линейной зависимостью сопротивления от температуры, например, из меди, а второй - из материала со слабой зависимостью сопротивления от темлературы. например из мангавина, параллельно которым Включен третий резистор, выполненный также, например, из меди, причем компенсационная схема подключена параллельно источнику тока, а термопара соединена последовательно с лервым резистором компенсационной схемы.