Устройство для измерения температуры Советский патент 1979 года по МПК G01K7/22 

Изобретение относится к термомет рии, может быть использовано в устройствах для измерения температуры с применением термометров сопротивления. По основному авт.св. №561878 известно устройство f&iH измерения тем пературы, в котором в качестве датчика температуры используется термо метр сопротивления 1. Термометр сопротивления включен в мостовую сх му, к выходу которой присоединен. неинвертирующий измерительный усилитель. Между выходом усилителя и выходом термометра сопротивления вклю чей дополнительный резистор, через который протекает ток, пропорциональ ный выходному напряжению усилителя, т.е. измеряемой температуре. Однако такое устройство не исклю чает ошибок измерения температуры, обуслов.г1енных влиянием сопротивлений линий связи. Причем ошибки не устраняются полностью в мостовой схеме любым известным из практики способом - применением многопроводной, схе мы включения термометра или компенсацией падения напряжения на линии от постороннего источника, поскольку величина тока, протекающего через термометр не постоянная, а изменяется с ростом выходного напряжения усилителя. Цель изобретения - повыи1ение точности измерения за счет исключения влияния сопротивления линий связи. Цель достигается тем, что в устройство введен дополнительный инвертирующий усилитель, вход которого подключен 1C выходу измерительного усилителя. Выход дополнительного усилителя через токоограничивающий резистор и сопротивление линии связи соединен с выходом термометра сопротивления, а обедая точка текоограничивающего резистора и линии связи через дополнительный резистор подключена к источнику питания устройства. Такое схемное решение обеспечивает повышение точности измерения тем-. пературы за счет исключения влияния сопротивления линии связи термометра с измерительной схемой. На чертеже изображена схема описываемого устройства. Устройство состоит из термометра 1 сопротивления, включенного в мостовую схему, состоящую из резисторов 2,3 и .4. Термометр 1 сопротивления соединен с измерительной схемой с помощью линии связи, провода линии связи представлены на схеме сопротивлениялЫ 5,6,7,8. Вход измерительного усилителя 9 подключен к измерительной диагонали мостовой . Выход измерительного усилителя У со единен с входом дополнительного инвертирующего усилителя 10, выход ко торого через токоограничивающий резистор 11 и сопротивление 8 линии связи соединен с выходом термометра сопротивления. Кроме того, выход ус лителя 9 через резистор 12 соединяе ся с общей точкой резистора 2 и соп тивлением 5 линии связи. Общая точка резистора 11 и сопротивления 8 линии связи через дополнительный. резистор 13 подключена к источнику питания. Устройство работает следующим об разом, Мостовая схема сбалансирована пр измеряемой температуре В этом случае от источника питания +Еп через термометр сопротивления и сопро тивление 7 линии связи протекает ток 1о ; J ЕП J Rg-t-RT(e) + 2Rfl Ra + RT(c где En - напряжение источника питания;Rfto)- начальное сопротивление термометра при Rg -.сопротивление резистора 2; Rji - сопротивление линии связи (5,6,7,8). От источника питания Еп через сопротивления 7,8 линии связи и рез тор 13 протекает ток 1(0) величина которого устанавливается равной 1к( В этом случае падение напряжения на сопротивлении 7 линии равно нулю Напряжение на выходе измерительного усилителя 9 также равно нулю. При максимальном значении измеря мой температуры напряжение на выход усилителя 9 равно Vfibix Vfibi макс В этом случае через термометр со противления 1 протекает Ток тШ -t IKW IO-S-IKW Rg-hRT-lt) где RK - сопротивление резистора 12 Кт(0 сопротивление термометра при температуре t; Еп напряжение источника питания. Протекание через термометр допол нительного тока isH), величина которого зависит от измеряемой температ ры, позволяет компенсировать нелинейность характеристики вход-выход всего устройства для измерения температуры. Однако при этом нарушается равенство токов, протекающих через сопротивление 7 линии связи. Чтобы сохранить это равенство во всем диапазоне измеряемой температуры и исключить ошибку измерения от влияния сопротивления 7 линии связи, выход дополнительного инвертирующего усилителя 10 через резистор 11 подключен к общей точке сопротивления 8 линии связи и резистора 13. Благода;ря этому по цепи резистор 11 - сопротивление 8 линии связи - сопротивление 7 линии - протекает дополнительный ток Tfi(t), пропорциональный измеряемой температуре. Величина сопротивления резистора 11 выбрана так, что , + Ialt) . Таким.образом, через сопротивление 7 линии протекает разностный ток {g 1 1о+1кШ-1к( Параметры устройства выбирают таким образом, чтобы Is 0, за счет чего падение напряжения на сопротивлении 7 линии также равно нулю. Использование вновь введенных в устройство элементов позволяет уменьшить составляющую погрешность, обусловленную падением напряжения на линии связи от тока, протекающего через термометр сопротивления и линию связи. В результате в устройстве . обеспечивается высокая линейность характеристики и повышается точность измерения температуры. Формула изобретения Устройство для измерения темпера туры по основному авт.св. №561878, отличаю щеес я тем, что, с целью повьшюния точности измерения, в устройство введен дополнительный инвертирующий усилитель, вход которого подключен к выходу измерительного усилителя, причем выход дополнительного усилителя через токоограничивающий резистор н сопротивление линии связи соединен с выходом термометра сопротивления, а .общая точка токоограничивающего резистора и линии связи через дополнительный резистор подключена к источнику питания устройства.1. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I. Авторское свидетельство СССР №561878, кл. G 01 К 7/22, 1969.