Устройство для измерения мгновенных значений температуры Советский патент 1981 года по МПК G01K7/21 

(54) УСТРОЯСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МГНОВЕННЫХ ЗНАЧЕНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к теплофизическнм измерениям и может быть использовано для измерения тепловых характеристик турбулентных потоков, а также в системах автоматического контроля и управления теплотехническими процессами. Известны устройства для измерения мгновенных значений температуры, содерьжащие автоматически уравновешиваемый мост с датчиками темлерату1 1 и усилителем обратной связи Недостатком устройства является наличие Двух датчиков, что приводит к увеличению погрешности при тарировке и измерении в потоках с большим градиентом температуры. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату яышется устройство для измерения мгновенных значений температуры, содержащее автоматически уравновешиваемый мост с датчиком температуры и управляемым транзисторюм подключенным через RC-цепь к выходу усилителя обратной связи Г2. Недостатком известного устройства является невысокая точность измерений, обусловленная температурной нестабильностью моста, нелинейностью характеристики транзистора, неопределенностью выбора параметров фильтра в цепи обратной связи и малой шириной диапазона регулировки чувствительности, так как при использовании резистивных датчиков температуры, имеюишх обычно малое электрическое сопротивление, управляемый транзистор приходится использовать в режиме, резко смещенном в область малых внутренних сопротивлений.. Цель изобретения - повышение точности измерений и упрощение устройства. Угсазанная цель достигается тем, что в устрюйство введен задающий потенциометр, подключенный к диагонали питания моста, а управляемый транзистор выполнен в виде одного из элементов транзисторной пары, симметрично включенной последовательно с сопротивлениями в плечах моста противоположных датчику темпе} туры и смежлому с датчиками темперматуpiij colгpoт шлenию моста, причем вход дру1х)го элемента транзисторной пары подключен к выходу задающего потенциометра. На чертеже приведена принципиальная схема предложенного устройства для измерения мгновенных значений температуры. Устройство содержит задающий потенциометр 1, автоматически уравновешиваемый мост 2, датчик 3 температуры, резистор 4, транзисторную пару 5 и 6, резисторы 7 и 8, усилитель 9 обратной свя зи и интегрирующую RC iienb 1О. В исходном состоянии потенциометром 1 задается оптимальный ток через ветвь моста 2, состоящую из датчика 3, резистора 4 и транзистора 5. Сигнал разбаланса усиливается и открывает транзистор 6, которого протекая через резисто},ы 7 и 8, баланс1фует мост. Изменение температуры контролируемой среды вызывает изменение сопротивпечия датчика и падение напряжения на нем. Появившийся разбаланс моста усиливается усилителем 9,- выходной сигнал которого проходит через RC-цепь 1О, изменяя ток транзистора 6, в результате чего мост снова балан сируется. Изменяя соотношение величин резисторов 7 и 8 можно в широкц х пределах регулировать чувствительность устрой ства, так как при этом изменяется глубина обратной связи и величина выходного сигнала. Линейность схемы обеспечивается тем, что выходной ток эмиттерного по вторителя, состоящего из транзистора 6 и резисторов 7 и 8, линейно зависит от входного. Интегрирующая RC-цепь 10 при глубокой отрицательной обратной связи формирует характеристику, обратную амплитудно-частотной и фазовой характеристи ке датчика, моаелируемой фильтром нижних частот первого порядка. Использование транзисторной пары (например микросхемы) в смежных плечах моста позволяет скомпенсировать температурный дрейф устройства. Использование предложенного устройства по сравнению с известными уменьшает погрешности измерений пульсирующих температур, улучшает температурную стабильность, снижает затраты на изготовление таких устройств, повышает надежность их работы, а также увеличивает производительность труда при измерениях. Формула изобретения Устройство для измерения мгновенных значений температуры, содержащее автоматически уравновешиваемый мост с датчиком температуры и управляемым транзистором, подключенным через RC-цепь к выходу усилителя обратной связи, отличающееся тем, что, с целью повышений ТОЧНОСТИ измерения и упрощения устройства, в него введен задающий потенциометр, подключенный к диагонали питания моста, а управляемый транзистор выполнен в виде одного из элементов транзисторной пары симметрично включенной последовательно с сопротивлениями в плечах моста противоположных датчику температуры и смежному с датчиками температуры сопротивлению моста, причем вход другого элемента транзисторной пары подключен к выходу задающего потенциометра. Источники информации, принятые во внима1ше при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 570799, кл. Q О1 К 7/18, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР № 386276, кл. Q 01 К 7/24, 1971 (прототип).