Устройство для измерения температуры Советский патент 1977 года по МПК G01K7/21 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

I

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, предназначено для измерення температуры посредством автоматических мостов с использованпем платинового те : мометра сопротивления в качестве датчика н может быть применено в металлургической, химической, строительной, пищевой и других отраслях промышленности, где требуется измерение температур в диапазоне от О до 650°С:

Известны устройства для измерения температуры, использующие в качестве датчика платиновые термометры сопротивления 1.

Ввиду нелинейной зависимости сопротивлеиня платинового термометра от температуры его чувствительность в диапазоне температур от О до ббОС изменяется (падает примерно на 20%). Иепостоянство чувствительности приводит к уменьщению точности н возрастанию вариации показаний ириборов.

Известны устройства для измерения температуры, в которой имеется лииейиая зависимость сопротивления от температуры 2. Она достигается тем, что датчик (например, термометр сопротивления) подключен в одно из плеч донолнительиого электрического моста, к измерительной диагонали которого подключается усилитель (операционный или дифференциальный). Выходной сигнал усилнтеля в зависимости от характера изменения напряжения небаланса моста определяет режнм работы последнего и в качестве иоентеля ииформации об измсряе ЮЙ

температуре.

Однако поскольку линеаризация осуществляется иезавнснмо от работы, т. е. процессов измерения, выполняемых вторичным прибором, эти устройства представляют собой

отдельные автономные блоки, являющиеся дополните.тьиымн элементамн в системе измерения, и «датчик - вторичный прибор вносит дополнительную ногрещиость в измерении и HOBbiHiacT сложность системы, что

приводит к уменьшению точности измерения. Известно устройство для изме)еиия температуры (3), и.еющее специальные средства, линеаризующие характеристики платиновых термометров сопротивления. В этом устройстве линеаризация шкалы дост1гается тем, что компенсирующий реохорд, зашунтироваииый постоянным резистором, включен по схеме переменного сонротивлеиня, с двумя выводами.

Недостатки такнх устройств - невысокая точность, конструктнвная сло:к1юсть и дороговизна.

Из известных устройств для измерения темиературы нанболее близким по тсхничсской сущности к рассматриваемому )стройству является устройство (4), содержащее источник иитания, усилитель небаланса, реверсивный двигатель, измерительиый мост, образованный тремя иостоянными резисторами, илатиновьш .сопротивлением и реохордом.

Недостаток известного устройства состоит в неравномерности его шкалы за счет невозможности линеаризации, что ведет к снижению точности измерения.

Целью данного изобретения является иовышение точности измерения.

Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве реохорд соединен одним коииом с усилителем небаланса, а другим концом н движком включен и измерительиый мост.

На чертеже представлеиа схема даииого устройства.

Устройство содержит измерительный мост 1, усилитель 2 небаланса, реверсивиый двигатель 3 и источник иитаиия 4.

Два нлеча моста 1 (по левую сторону от диагонали нитаиия) образованы резисторами 1 и 2. В два других нлеча включены илатииовый термометр сопротивления , реохорд Ri с гиунтирующим его постоянным резистором RB и резистор Rs. Движок реохорда мехаиически связан с валом двигателя 3. Одии из концов реохорда .i подключен к усилителя 2 небаланса, к выходу которого нодключеи реверсивный двигатель 3.

Устройство работает следующим образом.

Нри изменении измеряемой темнературы изменяется сопротивление термометра RbПри этом иарушается баланс моста 1, напряжение небаланса, усиленное усилителем 2, подается на реверсивный двигатель 3, который перемещает движок реохорда Ri,, тем самым нзмеияя сопротивление реохорда до настуилення баланса моста 1. Неремещая движок реохорда, двнгатель одновременно перемещает указатель прнбора (на чертеже не показан) но щкале, отградуироваииой в градусах Цельсия.

Нри соответствующих значениях соиротивлений резисторов ь 2, Rs и R, которые находятся решением системы уравнений, приведенной ниже, изменение сопротивления реохорда Ri в зависимости от положения движка точио повторяет изменение сопротивления термометра R, в функпнн измеряемой температуры. При этом характеристика шкалы иа каждом участке отражает линейную зависимость ее от температуры, что позволяет получить более высокую точность измерения при определенни иромежуточных значений температур.

Параметры моста рассчитываются таким образом, чтобы выиолиялись равенства

R, -1

0 + 4

J I,(A(-Btl);

+ i

R.BtlAL

R2

K.-i-R,

/. Rг,

где Ri - сопротивлеиие резистора 1;

- сопротивлеиие резистора

Rz (з);

Ri - сопротивление реохорда 4,

Rb - сонротивление резистора Re,;

tm - максимальное значение измеряемой температуры, °С;

- сонротивление платинового термометра при температуре 0°С;

А и В-коэффициенты, численно равные:

А 3,96847 X10-3---

град.

1

5-5,847X10град.Иснользование устройства с таким включением реохорда отличает предлагаемое устройство от указанного нрототина, дает возможность линеаризировать шкалу и повысить точность измерения.

Формула изобретения

Устройство для измерения темнературы, содержащее источник питания, усилитель небаланса, реверсивный двигатель, нзмерительиый мост, образованный тремя постоянными резисторами, платиновым термометром сопротивления и реохордом, отличающееся тем, ЧТО, с целью повышения точиости измереиия иутем линеаризации, реохорд соединен одним концом,и усилителями небаланса, а другим концом и движком включен в измерительный мост.

Источники ииформации, принятые во внимание при зксиертизе

4.Преображенский В. П. «Теилотехнические из.меиения и приборы. М-Л . 1946 с. 101.