Устройство для измерения температуры Советский патент 1982 года по МПК G01K7/30 

(54) УСТРОЙСТВОдля ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

1

Изобретение относится к шумовой термометрии.

Известно устройство для измерения температуЕЖл, содержащее термочувствительный резистор, усилители, детекторы, фильтры и переключатели fl}.

Недостатком этого устройства яв ляется низкая точность измерения температуЕял.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения температу- ры, содержащее термочувствительньй . резистор, подключенный через переключатель к пocлejE oвaтeльнo соединенным усилителю, квадратору, блоку вычитания, измерительному резистору, масштабируемому и выходному усилителям 12.

Однако это устройство не обладает высокой точностью измерения, так . как собственные iiiyNki усилителя за- , висят от величины сопротивления термочувствительного резистора.

Цель изобретения - повышение точности измерения температуры.

Поставленная, цель достигается тем, что в устройство введены постоянный резистор и переменный резистор со схемой регулирования величины его

сопротивления, вход которой соединен через переключатель с термочувствительным резистором, причем переменный резистор включен последовательно с термочувствительным резистором, а постоянный резистор чеЕзез переключатель подключен к входу усилителя. На чертеже приведена блок-схема устройства.

10

Устройство содержит термочувствительный резистор 1, постоянный ре.зистор 2, переменный резистор 3, измерительный резистор 4, усилитель 5, квадратор б, блок вычитания 7, включающий в себя фиксаторвл 8 и 9 уровня напряжения, переключатель 10 и дифференциальный усилитель 11, масштабируемый 12 и выходной 13 усилители, схему 14 регулирования, величины пе20ременного резистора, включающую в себя источник 15 тока, фиксатор 16 уровня напряжения, пороговый элемент 17, цепь 18 механической обратной связи и переключатель 19, переключа

25 таль 20.

Устройство работает в двухтактном режиме следующим образом.

Перед началом измерений величина переменного резистора 3 устанавливается такой, чтобы сумма величин сопротивлении резисторов 1 и 3 была равной величине резистора 2, а пороговый элемент 17 схемы 14 регулирования настраивается таким образом, чтобы при подключении к входу схемы резисторов 1 и 3 напряжение на его выходе было равно нулю,

При измерении температуры термочувствительный резистор 1 и измерительный резистор 4 помещают в среду температуру Т которой измеряют, при этом резисторы 2 и 3 находятся при постоянной температуре Т.

В первом такте к входу усилителя 5 посредством переключателя 20 подключается постоянный резистор 2. Величина сопротивления резистора 2 подбирается такой, чтобы уровень внутренних шумов усилителя 5 при подключённом на его входе резисторе 2 был минимальным. В блоке вычитания фиксатор 9 уровня напряжения запоминает напряжение пропорционально сумме среднеквадратичных значений напряжений собственного шума канала измерения и шума резистора 2.

Кроме того, в первом такте к входу схемы 17 подключаются последовательно соединенные термочувствительный резистор 1 и переменный резистор 3. Если величина суммы сопротив лений резисторов 1 и 3 оказывается отличной от величины сопротивления резистора 2 вследствие изменения величины термочувствительного резистора, включается механическая обратная связь, с помощью которой изменяется величина переменного резистора 3 до тех пор, пока напряжен на выходе порогового элемента 17 не станет равным нулю. При этом величина суммы сопротивлений резисторов 1 и 3 станет равной величине резистра 2 .

Во втором такте резисторы 1 и .3 отключаются от схемы 17 и подключаюся к входу усилителя 5, а резистор отключает.Фиксатор 8 уровня напряжения блока 7 вычитания, запоминает напряжение пропорциональное сумме среднеквадратичных значений напряжений шума резисторов 1 и 4 и собственного шума канала измерения.

При этом напряжение на выходе дифференциального усилителя равно величине

и К, (Е-/+Е +Е- -Е; -Е;)

4 К AFR (TX - TO) , (1) где Ey , EUJ - напряжение собственных шумов канала измерений при подключении на его вход соответственно резистора 2 и резисторов 1 и 3, Ej Ejjj, ;

Е ,Ej,E, - напряжение шумов резисторов 1,2 и 3 соответственно;К - коэффициент передачи

канала измерения; К - постоянная Больцмана, ДР - полоса частот, в которой измеряются шумы от резисторов 1,2 и 3 Щ - величина сопротивления резистора 1. Так как выход дифференциального усилителя 11 соединен со входом масштабируемого усилителя 1 через измерительный резистор 4, которлй выполнен из того же материала, что и термочувствительный резистор 1, имеет величину сопротивления равную величине сопротивления резистора 1 и находится совместно с ним при одинаковой температуре, то сигнал на выходе масштабируемого усилителя пропорционален разности температур (TX-TQ) и не зависит от величины резисторов 1 и 4.

Наличие новых элементов в предлагаемом устройстве позволяет повысить точность измерения температуры за счет исключения влияния величины собственных шумоа усилителя на точность измерения при изменении сопротивления термочувствительного резистора под действием температуры, что расширяет сферу его применения.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры, содержащее термочувствительный резистор, подключенный через переключатель к последовательно соединенным усилителю, квадратору, блоку вычитания, измерительному резистору, масштабируемому и выходному усилителям, отличающееся тем, ITO, с целью повышения точности измерения температуры, в него введены постоянный резистор и переменный резистор со схемой регулирования величины его сопротивления, вход которой соединен через переключатель с термочувствительным резистором, причем переменный резистор включен последовательно с термочувствительным резистором, а постоянный резистор через переключатель подключен к входу усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

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

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2700303, кл.С 01 К 7/30, 1979.