Устройство для измерения температуры Советский патент 1981 года по МПК G01K7/02 

Изобретение относится к температурным измерениям, а именно к устрой ст.вам для измерения температуры, в которых осуществляется компенсация нелинейности термопреобразователя.; Известно устройство для измерения температуры, содержащее мостовую схему, в одно плечо которой введены терморезистор и резистор обратной связи, источник стабилизированного питания, усилитель постоянного тока, измерительный прибор, последовательн с которым включен дополнительный тер модатчик l. Однако это устройство не обеспечивает высокой точности измерения температуры, поскольку характеристика преобразования устройства (температура - выходное напряжение) недостаточно линейна. Погрешность измерения температуры в значительной степени определяется погрешностями усилителя постоянного тока, величина которых значительно превышает значения остальных составляквдих резульгирукддей погрешности измерения темпе ратуры. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является стройство для измерения температуры,Ъо держащее мостовую схему, одна диагональ которой соединена с регулируемым источником напряжения, а первый вывод выходной диагонали соединен с последовательно включенными первым и вторым термоэлектрическими термометрами, к точке со.единения ко.торых подключен резисторный делитель напря-. жения, измерительный прибор 2. В этом устройстве компенсация нелинейности достигается за счет встречного включения термоэлектрических термометров, однако она не является достаточно полной, что не позволяет получить высокую точность измерения. Цель изобретения - повышение точности измерения., Поставленная цель достигается тш4, что в устройстве второй вывод выходной диагонали мостовой схемы соединен с делителем напряжения, средняя точка которого через измерительный прибор соединена со вторым термоэлектрическим термометром, причем два смежных плеча мостовой схемы содержат терморезистор и переменный резистор. начёртеже приведена принципиальная электрическая схема устройства. Устройство для измерения температу ры содержит первый (дополнительный) термоэлектрический термометр 1, измерительный прибор 2, второй (основ-т ной) термоэлектрический термометр 3, делитель напряжения, состоящий из резисторов 4 и 5 с температурными коэффициентами, близкими к нулю, мостовую схему, в одно из плеч которой включен термореэистор б с линейной зависимостью сопротивления .от температуры, в смежное с ним плечо включе переменный резистор 7, а остальные . плечи мостовой схемы содержат манганиновые резисторы 8 и 9 с температурными коэффициентами, близкими к нулю В диагонсшь питания мостовой схемы включен источник 10 стабилизированного напряжения, последовательно с которым соединена цепочка, состоящая из зашунтированных резистором 11 последовательно соединенных постоянного 12 и переменного 13 резисторов, предназначенная для плавной регулировки чувствительности мостовой cxeivbi в заданных пределах, что дает возможность коррекции погрешности, обусловленной отклонением градуировочных характеристик термоэлектрических преобразователей от номинальной. Устройство для измерения температ ры работает следующим образом, Из-за нелинейного характера зависимости термо-ЭДС тёрмоэлектркческого термометра от температуры Е ( t) значение термо-ЭДС основного термоэлектрического термометра отличается от линейно-зависящего от температуры напряжения ид(1) на в еличину погрешности AU(t) E(t)-U(t). Рассматриваемая погрешность равна нулю в на чале диапазона, возрастает с ростом температуры до максимального значени и снова уменьшается до нуля в конце рабочего диапазонаизмерения темпера туры. Для компенсации этой Погрешности и получения линейной, зависимое .ти напряжения от температуры на выходе устройства к термо-ЭДС термоэлектрического преобразователя необходимо добавить корректирующее напряжение, величина которого зависит . от. температуры также, как погрешйост-ь uUA(t). Корректирующее напряжение ли .(t) формируется путем получения разностного напряженияли (t), которое является результатом алгебраического суммирования встречно включенных термо-ЭДС Дополнительного термоэлектрического термометра ) и выходного напряжения термочувствительной мостовой схе№л U/(t), Для приведения напряжения (t) к уровню л.ил(1) его значение должно быть пропорционально уменьшено, что достигается подйчёй разностного напряжения ди (t) на вход высокоомного. резистивного делителя. Коэффициент деления делителя рассчитан таким образом, чтобы обеспечить равенство корректирующего напряжения значению погрешностиЛ.ид, (t) при температуре,. соответствую1цей максимальному значению погрешности .iU(t) (пр.имерно в сере- дине рабочего температурного диапазона устройства), Это дает возможность обеспечить равенство выходного напряжения устройства линейно зависящему от температуры напряжению при трех значениях температуры: в начале, середине и конце рабочего диапазона Предлагаемое устройство обладает возможностью коррекции - погрешностей, обуловленных отклонением реальных характеристик преобразования термоэлектрических термометров от номинальных характеристик. Для учета погрешностей настройка устройства осуществляется по результатам послед-, ней проверки термоэлектрического термометра с учетом поправок к его стандартной градуировочной характеристике. Высокая степень линейности выходного напряжения устройства дает возможность использовать в качестве измерительного прибора цифровой милливольтметр с индикацией результата измерения температуры в цифровой форме непосредственно в градусах Цельсия. Этодает возможность повысить точность и оперативность измерения температуры, что особенно важно, например, при многоточечном контроле температуры в производственных условиях. Применение устройства для измерения температуры в производственных условиях в ряде случаев позволяет увеличить процент выхода годных изделий за счет повышения точности изме рения температуры в процессе термо-. обработки, а также повысить их качествен ные хара кт ери сти ки. Формула изобретения . Устройство для измерения температу-ры, содержащее мостовую схему, одна диагональ.которой соединена с регулируемым источником напряжения, а первый вывод выходной диагонали соединен с последовательно включенными первым ивторым термоэлектрическими . термометрами, к точке соединения которых подключен реэисторный делитель напряжения,, измерительный прибор, отличающееся тем, что, с цельюповышения точности измерения, второй вывод выходной диагонали мостовой схемы соединен с делителем напряжения,- средняя точка которого через измерительный прибор соеди.нена со вторым термоэлектрическим термометром, причем два смежных плеча

мостовой схемы содержат терморезисfop и переменный резистор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

свидетельство СССР 01 К 7/00, 1972.

свидетельство СССР 01 К 7/02, 1973