Устройство для измерения разностиТЕМпЕРАТуРы Советский патент 1981 года по МПК G01K7/16 

Изобретение относится к температурным измерениям и предназначено для точного измерения разности темпе ратур автоматическими регистрирующими приборами. Известно устройство для измерения разности температур, содержащее термометры сопротивления, включенные в мостовую схему, выходная диагональкоторой соединена с усилителем, двигатель механически связан с движком реохорда 1 . Однако низкая точность измерения обусловлена изменением сопротивления линии связи в процессе измерения тем пературы. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения разности темпе ратур, содержащее два последовательно соединенных термометра сопротивле ния, потенциальные выводы которых со единены со входом блока преобразования, включающего в себя запоминающие конденсаторы и управляемые ключи,генератор, соединенный с управляющими входами блока преобразования, выходы которого соединены с земляной шиной и входом усилителя, источник напряже ния, соединенный с земляной шиной и токовым выводом первого термометра сопротивления 2. Недостатками устройства являются отсутствие возможности измерения разности температур с помощью автоматических регистрирующих электронных приборов астатического типа и наличие дополнительной погрешности, вызванной разностью сопротивлений измерительной схемы, подключаемых ко , входу усилителя в разные полупериоды коммутирующего напряжения генератора. Цель изобретения - .повышение точности измерения разности температур. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены дополнительный блок преобразования, реохорд, двигатель, механически связанный с движком реохорда, фазочувствительный усилитель, вход которого соединен с выходом усилителя, управляющий вход соединен с генератором, а выход подключен к двигателю, причем реохорд включен между земляной шиной и токовым выводом второго термометра сопротивления и подключен ко входаы дополнительного блока преобразования, управляющие входы которого соединены с

выходом генератора, а выход соединен с земляной шиной и входом усилителя.

На чертеже представлена блок схема устройства.

Устройство для измерения разности температур содержит последовательно соединенные термометры сопротивления il и 2, включенные четырехпроводной линией св,язи, реохорд 3 и блок 4 преобразования, содержащий управляемые ключи 5-12, запоминающие конденсаторы 13 и 14, дополнительный блок 15 преобразования, содержащий управляемые ключи 16-23 и запоминающие конденсаторы 24 и 25, фазочувствительный усилитель 26, двигатель 27, генератор 28, усилитель 29 и источник 30 напряжения..

Устройство работает следующим образом.

Ток I источника 30 напряжения протекая через термометры 1 и 2, создает на них падение напряжения:

U ---iR -iRo(.,), U2--iR2- oH- o( где R,и R,- сопротивление термометнаходящихся в среровс температурами t. и

дах

2

R Q - сопротивление термометров при начальной температуре ; ot - ТКС материала термомет ра.

Падение напряжения на участках между верхним выводом реохорда 3 и движком, нижним выводом реохорда и движком соответственно равны

УЗ 1Кз.. IR(l-x) , (2) где R -сопротивление реохорда 3; X - относительное перемещение движка реохорда 3, отсчитываемое верхнего вывода реохорда..

В первый полупёриод выходного- напряжения на управляющие входы ключей 5,7,9,11,17,19;21 и 23 с блоков преобразования 4 и 15, с выхода генератора 28, подается отпиракиций ключи сигнал. При этом через ключи 5 и 7 конденсатор 13 заряжается до падения напряжения на термометре 1, через ключи 9 и 11 конденсатор.14 заряжается до падения напряжения на термометре 2, через ключи 17,19,21 и 23 конденсаторы 24 и 25, включаются последовательно между входом усилителя 29 и земляной шиной.

Во второй полупериод напряжения гене1 атора 28, ключи 5,7,9,11,17,19, 21 и 23 размыкаются, а ключи 6,8, 10,12,16,18,20 и 22 открываются, подключая конденсаторы 13 и 14 через ключи 6,8,10 и 12 ко входу усилителя 29/ и конденсаторы 24 и 25 через ключи 16,18,20 и 22 для подзарядки к участкам реохорда 3 между его движком и выводами. В первый полупериод ко входу усилителя 29 подключается разность напряжений на конденсаторах 24 И 25, а во второй - разност падений на конденсаторах 13 и 14. Переменная составляющая напряжения на входе усилителя 29 равна разности

uU--()-()--i lloO-(W-3()fЭто напряжение, усиливаясь усилителем 29 и 26, поступает на обмотку управления двигателя 27, вызывая перемещение движка реохорда до тех пор, пока напряжение на входе усилителя 29 не станет равно нулю. При этом из выражения (3) при ди О получаем

v-ir e ikllill J- ir i-fc-i ъ1 R, П2l ut

-и

где R RodL сопротивление реохорда принимается равным максймгшьному приращению сопротивления термометра в диапазоне заданной разности температур.

Выражение (4) представляет собой уравнение шкалы устройства. При tj 0 и 12 д1дд, X О, при t t, X 0, и при-t2 О ,x 1. Зависимость показании -устройства от. измеряемой температуры линейная и не зависит от сопротивления линии связи и от величины тока i ;

При изменении разности температур согласно (3) на входе усилителя 29 появляется напряжение разбаланса, которое, усиливаясь усилителями 29 и 26, вызывает перемещение нала двигателя в такую сторону, чтобы найти новое положение равновесия. Диапазон измерения определяется только величиной сопротивления реохорда 3. Точность работы определяется качеством ключей и запоминающих конденсаторов, величины которых должны превышать паразитные емкости монтажа и ключей.

Устройство для измерения разности температур имеет высокую точность измерения благодаря использованию компенсационного способа измерения, обладает высокой помехоустойчивостью, имеет линейную выходную шкалу.

Формула изобретения

Устройство для измерения разности температур, содержащее два последовательно соединенных термометра сопротивления, потенциальные выводы которых соединены со входом блока преобразования, включающего в себя запоминающие -конденсаторы и управляемые ключи, генератор, соединенный с управляющими входами блока преобразования, выходы которого соединены с земляной шиной и входом усилителя, источник напряжения, соединенный с земляной шиной и токовым выводом первого термометра сопротивления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения разности температур в него введены

дополнительный блок преобразования, реохордг двигатель, механически связанный с движком реохорда, фазочув-етвительный усилитель, вход которог соединен с выходом усилителя, управляющий вход соединен с генератором, а выход подключен к двигателю,причем реохорд включен между земляной шиной ; и токовым выводом второго термометра сопротивления и подключен ко входам дополнительного блока преобразования, управляющие входы которого

соединены с выходом генератора; а выход соединен с земляной шиной и

входом усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Коротков П.А., Лондон Г.Е. Динамические контактные измерения тепловых величин. Л., Машиностроение, 1974, с.168; рис.97.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2762365/18-10,

0

кл.С 01 К,07.05.79 (прототип)..