Устройство для измерения температуры Советский патент 1982 года по МПК G01K7/13 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

I

Изобретение относится к технике измерения температуры с помощью термоэлектрических термолреобразователей, снабженных автоматической компенсацией термо-ЭДС свободных концов.

Известны устройства Щ1Я измерения температуры, в которых для компенсации термо-ЭДС свободных концов термопары применены Терморезисторы, включенные в компенсационную схему Ц .

Недостатком устройства является низ кая точность измерения из-за нелинейной зависимости напряжения компенсации от температуры, свободных концов термоцары.

Наиболее близким по технической сушности и достигаемому результату является устройство для измерения температуры, содержащее термопару, подключенную к одному из Екодов измерительного усилителя и компенсационную схему с источником питания 121 . .

Недостатком данного устройства явпясггся невысокая точность измерения

температуры з-за несовпадения компснсационного напряжения с термо-ЭДС свободных концов .термопары и невозможность добиться необходимого совпадения с помощью регулировки параметров схеNtti компенсации.

Цель изобретения - повышение точности измерентш температуры.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены добавочный,

10 токоограничивающий и корректирующий резисторы, допотшительный усилитель, выход которого через токоограготчиваючшй резистор подключен к другому входу измерительного усилителя, соед тенtsному через добавочный резистор с термопарой и общим проводом, причем нетшвертирующим ЕКОДОМ и выходом дополнительного усилителя включен корректирукнций резистор.

20

На чертеже изображена при1щипиальная схема устройства для измерения температуры. Устройство содержит термопару 1, подключенную к измерительному усилителю 2, источник 3 питания к которому подключена компенсационная схема представленная резисторами 4-6 и терморезистором 7, включенным в рдно из плеч мостовой схемы. К выходу мостовой ком пенсационной схемы подключены входы дополнительного усилителя 8, между выходом и входом которого включен коррек тирующий резистор 9, Вьсход дополнитель ного усилителя через токоограничиваюигай резистор 10 подключен к добавочному ре зистору 11, включенному между обшей точкой устройства и одним из нзсодов измерительного усилителя. Устройство работает следующим образом. При изменении окружающей темпер)атур термо-ЭДС свободных концов термопары е (t ) изменяется нелинейно по закону e(t)cit+toi 4ct ; где а. , Ъ , С - постоянные коэффициенты Величина сигнала на выходе усилителя 2 зависит не только от измеряемой температуры, но и от температуры свободных концов термопары t . Для обеспечения высокой точности измерения тем, пературы необходимо, чтобы напряжение на выходе компенсационной схемы изменялось по такому же или близкому к S(t) закону. При окружающей температуре t О сопротивления резисторов 6 и 7 равны; при равных сопротивлениях 4 и 5, от источника питания 3 через резистрры 6 и 7текут равные токи, и напряжение на выходе дополнительного усилителя 8 равно нулю, что означает равенство нулю напряжения; на выходе компенсационной схемы, т.е. на резисторе 11. С ростом окружающей температуры т.е. с ростом температуры свободных концов термопары 1, растет сопротивление 7, а, следовательно, и напряжение на выходе усилителю 8, что вызьшает протекание через сопротивление 7 дополнительного тока по цепи выход усилителя 8- резистор 9 - резистор 7. Такая положительная обратная связь приводит к тому, что зависимость выходного напряжения усилителя 8 от окружаю щей температуры имеет нелинейный харак тер, при соответствующем выборе величин сопротивления 9, причем выбором этой величины можно регулировать степень нелинейнЬсти, приближая ее к закону изменения от окружающей температуры термо-ЭДС свободных концов термоэлектрического термометра. При этом возможно получение как положительной, так и отрицательной кривизны характеристики устройства, что позволяет padbTaTb с различными типами термопар. Величина сопротивления, вносимого в цепь термоэлектрического преобразователя 1 может быть сделана достаточно малой единицы Ом поскольку напряжение на выходе усилителя 8 можно выбрать нужной величины подбирая коэффициент усиления усклитеяя. Подключение термопары к общему Щ5рводу устройства позволяет обеспечить помехозащищенность устройства, а также упростить конструкцию термопары. Таким образом, предлагаемое изобретение обладает высокой точностью измереки температуры, что позволяет использсжать его в системах и аппаратах тех- нрлогического контроля. Формула изобретения Устройство для измерения температуры, содержащее термопару, подключенную к одному из вкодов измерительного усилителя, и компенсационную схему с источником питания, ртличающеес я тем, что, с целью повышения точности измерения, в устройство введены добавочный, токорграничивающий и корректирующий резистрры, дрполнительный уси- . литель, выход которого через токоограничивающий резистор подключен к другому входу измерительного усилителя, соединен ному через добавочный резистор с термопарой и общим проводок/,причем между неинвертирукяцим вкодом и выходом ДРполгаггельного усилителя включен корректирующий резистор. Источники ияфррмации, принятые во внимание при экспертизе 1.Паперный Е. А., Эйдельштейн И. Л. Погрещнрсти крнтактных методов измерения температуры. М., Энергия, 1966, с. 65, 2.Авторское свидет епьство СССР № 521477, кл. 5 01 К 7/12, 1975 (прототип).