Устройство для градуировки термоэлектрического преобразователя Советский патент 1982 года по МПК G01K15/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ Изобретение относится к термометрии и предназначено для градуировки термоэлектрических преобразователей. Известно устройство для градуировки термоэлектрических преобразователей (ТП), содержащее два компенсатора постоянного тока, образцовый электромеханический функциональный преобразователь. В этом устройстве напряжение, снимаемое с измерительной обмотки функционального преобразователя, сравнивается с термо-ЭДС градуируемого преобразователя, который должен быть демонтирован с объекта измерения 1. Недостатком устройства является низкая точность градуировки. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для градуировки ТП без снятия его с объекта измерения, содержаее нагреватель ТП с источником питания, вольтметр, вход которого соединен с выходом коммутатора, а выход подключен к блоку регистрации, блок управления соединенный с источником питания, управляющими входами коммутатора, вольтметра и блока регистрации, а также термостат, в который помещают свободные концы градуируемого ТП, по существу представляющие собой ТП, выполненные из термоэлектродных проводов градуируемого преобразователя и соединительных проводов 2. Однако это устройство не обеспечивает высокой точности градуировки в щироком диапазоне температур. Цель изобретения - повыщение точности градуировки. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены регулируемый термостат с двумя дополнительными термоэлектрическими . преобразователями, выполненными идентичными термоэлектрическим преобразователям, расположенным в термостате, измеритель температуры регулируемого термостата и два переключателя, входы которых соединены с термоэлектрическими преобразователями, а выходы соединительными проводами подключены к коммутатору, Причем выход измерителя температуры соединен с блоком регистрации, а выходы блока управления соединены с нагревателем регулируемого термостата и управляющими, входами переключателей.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит градуируемый ТП 1, каждый из электродов которого проводами 2 и 3, идентичными термоэлектродным проводам градуируемого преобразователя, соединей с переключателями 4 и 5, выходы которых соединительными проводами 6 соединены со входами коммутатора 7, вольтметр 8, нагреватель 9 с источником питания 10, термостат 11 с ТП 12 и 13, регулируемый термостат 14 с дополнительными ТП 15 и 16, измеритель температуры 17, блок управления 18, блок регистрации 19. ТП 12 и 15 выполнены из термоэлектродного провода 2 и соединительного провода 6, преобразователи 13 и 16 выполнены из термоэлектродного провода 3 и соединительного провода 6. Все ТП подключены к переключателям таким образом, чтобы при их включении не происходило нарушения однородности термоэлектрической цепи в контактных точках переключателя, для чего контакты переключателя выполнены из того же материала, что и коммутируемые провода.

Устройство работает следующим образом.

Выходная термо-ЭДС ТП зависит от свойств материалов термоэлектродов ТП и от разности температур его рабочих и свободных концов. При равенстве температур рабочих и свободных концов ТП, суммарная термо-ЭДС в цепи термопары равная нулю. Поэтому справедливо равенство Е( 9о,9о) О, которое положено в основу работы устройства.

В .исходном состоянии блок управления 18 посредством источника питания 10 нагревателя 9 устанавливает нижнюю температуру Q рабочего конца градуируемого ТП 1 и дает команду на замыкание контактов переключателя 4 и размыкание контактов переключателя 5. При этом на вход вольтметра 8 через коммутатор 7 подается выходная термо-ЭДС ТП 1, равная EI Е( 01,0о), где 01-температура рабочего конца ТП 1; температура свободных концов ТП, размещенных в нуль-термостате 11, . С выхода вольтметра 8 на вход блока регистрации (цифрового отсчетного устройства) поступает код числа NI КЕ( Gi.eo), пропорциональный значению термо-ЭДС Е( 01,0о)Далее блок управления дает команду на размыкание контактов переключателя 4 и замыкание контактов переключателя 5. Тем самым свобЬдные концы ТП 1, т. е. дополнительные ТП 15 и 16, будут находиться при температуре регулируемого термостата 14. По сигналу блока, управления температура в регулируемом термостате будет изменяться до момента равенства нулю термо-ЭДС E(0,,6i) ТП 1, который фиксируется блоком управления по сигналу с выхода вольтметра. В этот момент по

сигналу из блока управления с выхода измерителя температуры в блок регистрации считывается значение температуры 8i в регулируемом термостате.

Таким образом, в блоке регистрации фиксируется первая точка градуировочной характеристики Е(в1,9о) и 01Затем по сигналу с блока управления, источник питания 10 увеличивает ток через нагреватель 9, вследствие чего температура рабочего конца ТП 1 принимает некоторое значение б.При этом, как и в предыдущем случае, по сигналам блока управления замыкаются контакты переключателя 4, а контакты переключателя 5 размыкаются. Вольтметр 8 измеряет величину термо-ЭДС ТП 1, а блок регистрации фиксирует код числа N2 КЕ( 02,0о)- После этого размыкаются контакты переключателя 4 и замыкаются контакты переключателя 5, а температура регулируемого термостата увеличивается до момента равенства нулю термо-ЭДС ТП 1, который фиксируется блоком управления по показаниям вольтметра. В этот момент блоком регистрации считывается показание измерителя температуры регулируемого термостата, т. е. фиксируется вторая точка Е( б2,Эо) и 02Рэдуировочной характеристики ТП 1.

Аналогично осуществляется измерение последующих точек Е( 0, ©о) и вп градуировочной характеристики преобразователя.

Таким образом, в устройстве обеспечена возможность градуировки без снятия его с объекта, что повыщает точность градуировки и дает значительный экономический эффект, так как позволяет снизить материальные издержки на демонтаж ТП, а также увеличивает их срок службы.

Формула изобретения

Устройство для градуировки термоэлектрического преобразователя, содержащее нагреватель термоэлектрического преобразователя с источником питания, вольтметр, вход которого соединен с выходом коммутатора, а выход подключен к блоку регистрации, термостат с двумя термоэлектрическими преобразователями, выполненными из термоэлектродных проводов градуируемого термоэлектрического преобразователя и соединительных проводов, блок управления, соединенный с источником питания, управляющими входами коммутатора, вольтметра и блока регистрации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности градуировки, в него введены регулируемый термостат с двумя дополнительными термоэлектрическими преобразователями, выполненными идентичными термоэлектрическим преобразователям, расположенным в термостате, измеритель температуры регулируемого термостата и два переключателя, входы

которых соединены с термоэлектрическими преобразователями, а выходы соединительными проводами подключены к коммутатору, причем выход измерителя температуры соединен с блоком регистрации, а выходы блока управления соединены с нагревателем регулируемого термостата и управляющими входами переключателей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1Авторское свидетельство СССР № 481798, кл. G 01 К 15/00, 1973.

2Авторское свидетельство СССР

№ 569876, кл. G 01 К 15/00, 1976 (прототип) .