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

(54) УСТЮЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ БЫСТРОМЕНЯЮЩИХСЯ ТЕМПЕРАТУР

Изобретение относится к измерительной тех нике, а именно к термоэлектрическим устрой ствам для измерения температуры, и может быть нспользовано в гидро- и аэродинамических исследованиях для измерения пульсаций температуры потоков. Известна дифференциальная термопара, содержащая два термоэлектрода, соединенные дафференциально с двумя рабочими спаями с различной инерционностью 1. Однако указанная термопара обладает недостаточным быстродействием при измерении температуры в высокоскоростных потоках. Наиболее близким к предлагаемому по тех нической сущности является устройство для измерення температуры потоков жидкости и газа, содержащее дифференциальную термопару с различной тепловой инерцией спаев, под ключенную на вход усилителя пульсаций 2. Недостатком известного устройства является большая инерционность термопары, что не позволяет использовать его для измерений в высокоскоростных потоках. Быстродействие может быть повышено, например, введением в усилитель корректирующих звеньев. Однако в этом случае значнтельно возрастают погрешности измерений при изменении условий теплообмена, а также характера воздействия контролируемой среды. Применение для повышения точности измерений самонастраивающихся систем затрудняется большой их сложностью и трудностью настройки из-за разброса динамических характеристик отдельных термопар и, в особенности, при использовании пленочных термопар. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.. Указанная цель достигается тем, что в устройство введен управляемый источник тока, вход которого подключен к выходу усилителя, а выход - к электродам термопары, имеющим спай с меньшей тепловой инерцией. На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит дифференциальную термопару 1, имеющую два рабочих спая, одни из которых - спай 2 - имеет меньшую тепловую инерщпо по сравнению со спаем . Термопара подключена на вход усилителя пульсащ1Й 4. Выход усилителя пульсаций соединен со входом управляемого источника тока 5, на выход которого включены электроды дифференциальной термопары, имеющие спай с меньшей тепловой инерцией. Устройство работает следующим образом. При установившейся температуре потока оба спая дифференциальной термопары имеют одинаковую температуру и термо-ЭДС равна нулю, соответственно равны нулю выходное напряжение усилителя пульсаций и ток управ ляемого источника тока. При изменении температуры потока спай 2 отслеживает мгновенную, а спай 3 - среднюю температуры. В термопаре возникает термо-ЭДС, которая усиливается усилителем пульсаций. Выходным напряжением усилителя пульсаций управляется источник тока, ток которого, протекая через малоинерционный спай, вь зывает его нагрев или охлаждение, в зависимости от своего направления, за счет эффекта Пельтье. Причем если температура малоинерционного спая 2 выше, чем у спая 3, то направление тока таково, что он вызывает охлаждение спая 2, в противном cjiytae - нагрев. При этом напряжение на выходе усилителя пульсаций оказывается пропорциональным мгновен 74 ому значению отклонения температуры от редней температуры потока. За счет введения отрицательной обратной вязи, т.е. подключения управляемого источника тока к выходу усилителя и к электроам термопары, существенно увеличивается быстродействие предлагаемого устройства. Формула изобретения Устройство для измерения быстроменяющихся температур, содержащее дифференциалы1ую термопару с различной тепловой инерцией спаев, подключенную на вход усилителя пульсаций, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введен управляемый источник тока, вход которого подключен к выходу усилителя, а выход - к электродам термопары, имеющим спай с меньшей тепловой инерцией. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 162343, кл. G 01 К 7/02, 1961. 2.Авторское свидетельство СССР № 180830, кл. G 01 К 7/02, 1964 (прототип).