Устройство для измерения разности температур

СО)03 СОВЕТСКИХкцелюпнвзепРЕСПУБЛИК э 6 сь 01 к 7/О ИЗОБР Т ВТОРСНОМУ АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СО АМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНР(72) А.П.Лукашев и В.Д.Смирнов153) 536,532088.8)156) 1. Авторское свидетельство СССУ 152095, кл, С 01 К 7/02 1962,. 2. Авторское свидетельство СССР9 508684, кл. С; 01 К 7/02, 19721 прототип ),154) 57 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯРАЗНОСТИ ТЕМПЕРАТУР, содержащее дветермопары, выходы которых через ключи подсоединены к входу дифференциального усилителя постоянного тока, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности иэ 801013771 мерения, в устройство введены мультивибратор и соединенные последова.тельно линеаризатор, усилитель переменного тока, демодулятор, выход которого является выходом устройства, при этом выходы ключей, соединяющих одноименные выводы термопар,по" парно соединены между собой и подключены к входу дифференциального усилителя, выход которого соединен с входом линеариэатора, а мультнвибратор одним из своих выходов соеди-. :нен с управляющими входами двух ключей, связанных с первой термопарой, другим выходом соединен с управляю,щими входами двух других ключейсвязанных с второй термопарой и с син- щ хронизирующим входом демодулятора,(1)Кп 1 +Ы )+О при ТщТ 2 1)ФТ(2 й,0=0,1,2 юо фф циент усиления Уси- Сигнал О преобразуетлителя. 7; линеариватора 8 в сигнал О, пропор- Т Тп - вымя и длительность им- ционалвный температуре, который рапульса мультивибратора 11, венАО0 = 1 г 1 и 2 - и ив (И 1К К Ф + К при Т=Т 2 - ; Т (й +1)К+О К пРИ Т=Т (2 +1)-.Т 2 +2),2 г и 2и 0,1,2оо. Изобретение относится к измерению температуры и может быть использовано для измерения разности температуры с помощью термопар с электрически связанными горячими спаями.Известно устройство для измерения 5разности температур в электропроводящих средах, содержащее две термопары, запоминающие конденсаторы,электромеханические ключи и усилитель ( 1),Недостатком этого устройства яв-ляется низкая точность измерения,которая обусловлена наличием помехи,возникающей на кбнтактах электромеханических ключей, а также тем,что величина выходного сигнала этого устройства пропорциональна разности термо-ЭДС термопар, величинакоторой зависйт не только от разности температур,.но и от абсолютногозначения температуры.20Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является устройстводля измерения разности температуртермопарами с электрически связанными пгорячими спаями, содержащеедве термопары, два запоминающихконденсатора, четыре ключа и диф,ференциальный усилитель постояннОго тока (2), 30Недостатком данного устройстваявляется все еще,низкая точностьизмерения разности температур приизмерении уровня температур в широком диапазоне, осуществленнаясущественной зависимостью разности термо-ЭДС термопар от значениятемператур. Величина разности термо-ЭДС например, хромель-копелевыхтермопар, соответствующая разности температур в 1 ОС, в области 0 Сотличается от величины разноститермо-ЭДС, соответствующей 10 ОС, вобласти 400 С на 25., Целью изобретения является павышение точности измерения разноститемператур посредством термопар с электрически связанными горячиь спаями.Поставленная цель достигается . тем, что в устройство введены мультивибратор и соединенные последовательно линеаризатор, усилитель переменного тока, демодулятор, выход которого является выходом устройства, при этом выходы ключей, соединяющих одноименные выводы термопар, попарно соединены между собой и подключены к входу дифференциального усилителя. выход которого соединен с входом линеаризатора, а мульти- вибратор одним из своих выходов со-единен с управляющими входами двух ключей, связанных с первой термопарой, другим выходом соединен с управляющими входами двух других ключей, связанных .с второй термопарой и с синхронизирующими входами демодулятора.Линеаризация характеристик термопар, выполняемая с помощью одного линеариэатора одновременно с гальва-. нической развязкой выводов термопар, обеспечивает независимость точности измерения разности температур от абсолютного значения температур;На чертеже предстаВлена схема устройства.Устройство содержит термопары 1 и 2 с электрически связанными горячими спаями, ключи З-б, дифференциальный усилитель 7 постоянного тока, линеаризатор 8, усилитель 9 переменного тока, демодулятор 10 и мультивибратор 11.Устройство работает следующим обр.азом.Термо-ЭДС Е и Е с выходов тер 1 2мопар 1 и 2, связанные с измеряемой температуроу С зависимостью вида Е = а 1 + Ы (а и Ь коэффициенты пропорциональности ), поочередно во времени поступают с помощью ключей 3,4 и 5,6 на вход усилителя 7, При этом выходной сигйал усилителя 70 равен:1013771где К - коэффициент преобразования(с - с 2) усиливается с помолинеаризатора 8, щью усилителя 9, выходной сигПеременная составляющая сигнала нал которого О прн этбм раО, амплитуда которой равна 1/2 ККгг венг5-Я 2 К К К (С), яре Т=Т 2 Л (2 +1)1 ЯК К К-ф ), ггри Т=Т (2 +1)+Т 2 +2).10,.Сигнал Оз преобразуется с помощью разователей, входящих в устройство дембдулятора 10 в сигнал постоянного и не зависит от уровня температур. , тока Ц,равныйг Так как погрешность преобразователей, усилителей и линеаризатора,О 4 = КгК 2 К К 4,Ь:.". 12). 45 входящих в устройство, можно выполнить достаточно малой (0,1 - 0,2Мультивибратор 11 служит для для усилителей, 0,2 - 0,5% для лине- синхронизации работы ключей 3-6 и ,аризатора), используя для их постродемодулятора 10. ения,.например, операционные усилиИз выражения (41 следует, что тели в микросхемном исполнении, товыходной сигнал устройства зависит20погрешность всего устройства полу- только от разности температур и чается более чем на порядок меньшая, не "зависит от уровня температур. чем у известного решения 0,1 - 1,0)Таким образом, точность устройст- при изменении уровня температур в ва зависит только от точности преоб- диапазоне 0 - 400 С.Составитель Н. ГоршковаРедактор Т. Киселева Техред С.Мигунова Корректор А. ПовхЗаказ 3002/49 Тираж 871 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4