Шумовой термометр Советский патент 1979 года по МПК G01K7/30 

Изобретение относится к температурным измерениям, а именно шумов of. термометрии. Известен шумовой термометр., содер жащий датчик температуры - резистор, усилители, детекторы, фильтры и перемножитель 1. В этом термометре для получения непосредственной оценки измеряемой температуры напряжение шума усиливается в двух кангшах, детектируется, а затем перемножается. Недостатком термометра является низкая точность измерения температуры, также его сложность. Из известных ; термометров, наиболее близким по тёх нической сущности является шз.мовой термометр, содержащий датчик темпера туры выполненный в виде резистора, .подключенного ко входу широкополосно го усилителя, к выходу которого подключены последовательно соединенные квадратичный детектор, фильтр, компенсатор шума и регистратор 2. Этот термометр имеет канал для непре рывного измерения сопротивления датчика, а также вычислетельное устройство, производящее операцию деления выходного сигнала канала измеренная . напряжения на сигнал кангша измерения сопротивления датчика. НедОстатком термометра является то, что получение непосредственной оценки измеряемой температуры осуществляется сложным путем при помощи канала измерения сопротивления и вычислительного устройства. При этом в суммарную погрешность измерения входят погрешности, измерения сопротивления датчика и деления. Целью изобретения является повышение точлости измерения и упрощение устройства. Поставленная цель достигается тем, что в шумовой термометр введены операционный усилитель с резистором в цепи обратной связи и второй резистор, идентичный датчику температуры и контактирующий с ним, причем выход комп енсатора шума соединен через второй резистор со входом операционного усилителя, выход которого соединен с регистратором. На чертеже приведена блок-схема шумового термометра. Шумовой термометр содержит датчик температуры - .резистор 1, широкополосный усилитель 2, квадратичный детектор 3, фильтр 4, компенсатор 5 шума, операционный усилитель 6 с резистором 7 в цепи обратной связи, второй резистор 8 и регистратор 9.

Второй резистор 8 идентичен резистору 1 , и находится с ним в тепловом контакте и, следовательно, имеет с ним одинаковую температуру.

Тепловой шум резистора 1, величин .которого сОглаенО теореме Найквиста определяется выражением Пщ 4KRufT, (1)

где К - постоянная Больцмана; Т -термодинамическая температура; R - величина сопротивления резистора 1; uf - полоса частот в которой измеряется шум, усиливается усилителем 2 и после квадратичного детектора 3 и сглаживающего фильтра 4 поступает на компенсатор 5 шума, в котором осуществляется компенсация собственных шумов усилителя. С выхода компенсатора 5 на вход операционного усилителя б через резистор 8 поступает напряжение, пропорциональное квадрату дейстёующего напряжения теплового шума резистора 1. На выходе усилителя б устанавливается напряжение

Ujbiy К„ЧКл К Т СТ, (2) где К - коэффициент передачи усилителя, детектора, фильтра и компенсатора; Rg - величина резистора 7; С Кр 4KufRg.- константа, определяемая в результате градуировки термометра. С выхода усилителя 6 напряжение, пропорциональное измеряемой температуре, поступает на регистратор 9.

Введение в шумовой термометр новых элементов - операционного усили678339

тел я с резистором в цепи обратной связи и второго резистора, выгодно отличает описываемый шумовой термометр от известного, так как позволяет повых:ить точность измерения температуры при достижении линейной характеристики преобразования и упростить конструкцию термометра, что увеличит .сферу его применения.

Формула изобретения

Шумовой термометр, содержащийдатчик температуры выполненный в виде резистора, подключенного ко входу широкополосного усилителя, к выходу которого подключены последовательно соединенные квадратичный детектор, фильтр, компенсатор шума и регистратор, отличающийся тем, что, с целью гтовышения точности измерения, в него введены операционный усилитель с резистором в цепи обратной связи и второй резистор, идентичный датчику температуры и контактирующий с ним, причем выход компенсатора шума соединен через второй резистор со входом операционного усилителя, выход которого соединен с регистратором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 475516, кл. G 01 К 7/30, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР № 446774, кл. G 01 К 7/30, 1972.