Устройство для измерения температуры

(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее термэлектрический преобразователь, подключенный ко входу первого операционногоусилителя, термопреобразователь сопрот3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ления температуры свободных концов термоэлектрического преобразователя, подключенный через резнстор к источнику питания и ко входу второго операционного усилителя, соединенного с делителем напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я, тем, что, с, целью повышения то щости измерения температуры путем линеариза-. ций характеристик термопреобразователей, в него введены два преобразователя напряжение - частота с нелинейными характеристиками, смеситель и дополнительный делитель напряжения, подключен- Е-ный ко входу первого операционного уж- О- . лителя; при этом выходы операционных усилителей через преобразователи напря- Я жение-частота подключены ко входам ив смесителя.Изобретение относится к температурным измерениям, а точнее к устройствамдля измерения температуры, в которыхв качестве чувствительного элементаиспользуется термоэлектрический преобразователь с компенсацией термо-ЭДСсвободных концов и линеаризацией характеристики. термопреобразователя.Известно устройство для измерениятемпературы, содержащее термоэлектрический преобразователь, сумматор, термопреобраэователь сопротивления дляизмерения температуры свободных концов термоэлектрического преобразователя, включенный в мостовую схему, блоклинеаризации, блок регистрации1 ,Недостатком этого устройства является его сложность, а также недостаточно высокая точность измерения, так какв нем линеаризации подвергается суммарный сигнал термоэлектрического преобразователя и термопреобразователя сопротивления,Известно устройство для измерениятемпературы, содержащее термоэлектрический преобразователь, подключенныйко входу операционного усилителя, термопреобразователь сопротивления температуры свободных концов термоэлектрического преобразователи, включенный в цепьобратной связи второго операционногоусилителя, выход которого соединен совходом первого усилителя 2 ,Недостатком известного устройства является нелинейная .зависимость выходно 1 о сигнала устройства от температурьцНаиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устрой ство для измерения температуры, Оодержащее термоэлектрический преобразователь, подключенный ко входу первого операционного усилителя, термопреоб разователь сопротивления температуры свободных концов термоэлектрического преобразователя,подключенный через резистор к источнику питания и ко входу второго операционного усилителя, соедмненного с делителем напряжения, при этом выход первого операционного усилителя соединен со входом второго операционного усилителя3 . Однако это устройство не позволяет обеспечить высокую точность измерения температуры, так как в нем отсутствует линеариэация характеристик термопреобразователей. Цель изобретения - повышение точности измерения температуры путемлинеаризации характеристик термопреобразователей,Поставленная цель достигается тем,что в устройство для измерения температуры, .содержащее термоэлектрическийпреобразователь, подключенный ко входу первого .операционного усилителя,термопреобразователь сопротивлениятемпературы свободных концов термоэлектрического преобразователя, подключенный через резистор к источнику питания и ко входу второго операционного усилителя, соединенного с делителемнапряжения, введены два преобразователянапряжение - частота с нелинейнымихарактеристиками, смеситель и дополнительный делитель напряжения, подключенный ко входу первого операционногоусилителя, при этом выходы операционньтх усилителей через преобразователинапряжение - частота подключены ковходам смесителя.На фиг. 1 приведена бпок-схема устройства; на фиг. 2 - кривая зависимоститермо-ЭДС термоэлектрического преобразователя от температуры; на фиг. 330кривая зависямости преобразователянапряжение - частота от напряжения наего выходе.Устройство для измерения температуры содержит термоэлектрический преоб разователь 1,свободные концы 2 которого находятся в тепловом контакте стермопреобраэователем сопротивления 3,подключенным через резистор 4 к источнику питания (не показан), делитель 5,дополнительный делитель 6, операциыные усилители 7 и 8, два преобразователя напряжение - частота 9 и 10 снелинейными характерЬстиками, смеситель 11.Преобразователи напряжение - частота могут быть выполнены по схеме симметричного мультивибратора, причемнелинейность их характеристик формируется эа счет изменения напряжениябазовых цепей мультивибратора. Харак 50теристика такого преобразоватепя приведена на фиг. 3.Устройство работает следующим образом.Сигнал с термоэлектрического преоб.разователя 1 через операционный усилитель 7 поступает на преобразователь напряжение - частота 9, Меняя режим работы преобразователя путем измене40 3 10120 ния выходного напряжения усилителя 7, что достигается изменением коэффициента деления делителя 6, подбирается . такой диапазон работы преобразователя, в котором нелинейностьхарактеристики Ю преобразователя 9 (фиг. 3) является обратной по отношению к нелинейности характеристики термоэлектрического преобразователя 1 (фиг. 2). В этом случае выходной сигнал преобразователя напряжение - частота 9 линейным образом зависит от температуры термоэлектрического преобразователя 1.Сигнал с термопреобразоватепя сопротивления 3 поступает через операционный усилитель 8 на преобразователь напряжение - частота 10. При этом нелинейность термопреобразователя 3 компенсируется нелинейностью преобразователя напряженые - частота 10. 20Компенсация термо-ЭДС свободных концов термоэлектрического преобразоватащ 1 осуществляется путем вычиС С тания в смесителе 11 из частоты, пронорционапьной величине термо-ЭДС термоэлектрического преобразователя 1,частоты, пропорциональной величине термопреобразователя сопротивления и соответственно термо-ЭДС свободных концов термоэлектрического преобразовагели 1.Экспериментальная проверка показывает возможность получения погрешностиизмерения температуры от нелинейностив диапазоне измеряемых температурот 0 до 600 фС не хуже 0,25%. Компенсация температуры свободных концов в диапазоне температур от -30 до+30 С осуществляется с погрешностьюоне бопее 1%,Наличие в предлагаемом устройствесьеситепя и двух преобразователей напряжение - частота позволяет одновремен-но с повышением точности измеренияобеспечить получение выходного сигналаустройства в частотном виде.