Устройство для измерения разности температур

СОЮЗ СООЕТСНИХШИЛЮВИСНВРЕСПУБЛИК 69 (10 НОМИТЕТ СССР ТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙУДАРСТВЕН ДЕЛАМ ИЗ ЕТЕНИ В о о 8.СРдва енохОПИСАНИЕН АВТОРСНОВУ СВИДПВЬС(71) Ивано-франковское специальнконструкторское бюро средств авттизации,РАЗНОСТИ ТЕМПЕРАТУР, содержащеетермометра сопротивления, соединиые последовательно с источникомтока, и операционный усилитель,ваченный отрицательной обратной связью, коэффициенты передачи которогопо инвертирующему и неинвертирующему входам находятся в соотношении2:1, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности измерения, первые выводы термометровсопротивления соединены с источникомтока и неинвертирующим входом операционного усилителя при помощи нервых проводов трехпроводной линии связи, вторые выводы термометров сопротивления при помощи вторых проводов линии связи соединены междусобой и общим проводом, а при помощи третьих проводов линии связи подключены к инвертирующему входу операционного усилителя:1 . 128Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и можетбыть использовано при создании аналоговых и цифровых измерителей температуры, содержащих параметрические первичные преобразователи, например в теплосчетчиКах.Известна трехпроводная схема измерения разности температур термометрами сопротивления, включенными Ов смежные плечи моста, соединенногос источником стабилизироВанного напряжения Ц,Такая схема позволяет уменьшитьпогрешность измерения, обусловленную изменением сопротивления подводящих проводов линии связи.Однако наличие дополнительныхпеременных резисторов, предназначенных для регулирования величины 20тока в плечах моста, с целью поддержания его постоянным с требуемой точностью 0,Х), существенно усложняетсхему измерения. Кроме того, зависимость выходного сигнала от разноститемператур в достаточно широком динамическом диапазоне получается нелинейной.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является ус 30тройство для измерения разности температур, содержащее два термометра.сопротивления, соединенные последовательно с источником тока, и операционный усилитель, охваченный отрицательной обратной связью, коэффициенты передачи которого по инвертирующему и неинвертирующему входамнаходятся я соотноненнн 21 2 .В известном устройстве автоматически устраняется погрешность измерения, обусловленная. влиянием изменения сопротивления проводов линиисвязи и обеспечивается линейная зависимость выходного сигнала от разности температур в широком динамическом диапазоне.Однако известное устройство необеспечивает необходимой точности,если сопротивления проводов двухпроводной линии связи к разным термометрам существенно отличаются.Целью изобретения является повышение точности измерения разноститемператур,Поставленная цель достигается тем,55что в устройстве для измерения разности температур,. содержащем дватермометра сопротивления, соединен 25 2ные последовательно с источником то-ка, и операционный усилитель, охва"ченный отрицательной обратной связью,коэффициенты передачи которого поинвертирующему и неинвертирующемувходам находятся в соотношении 2:1,первые выводы термометров сопротивления соединены с источником тока инеинвертируюшим входом операционного усилителя при помощи первых проводов трехпроводной линии связи, вторые выводы термометров сопротивленияпри помощи вторых проводов линиисвязи соединены между собой и общимпроводом,а при помощи третьих проводов линии связи подключены к инвертирующему входу операционного усилителя.На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства для измерения разности температур.Устройство содержит два термометра 1 и 2 сопротивления, трехпроводные линии связи 3 и 3 , состоящиеиэ первых проводов 4 и 5, вторыхпроводов 6 и 7 и третьих проводов8 и 9, источник 10 тока, операционный усилитель 11, согласующие резисторы 2 - 5 и резисторы 6 и 17 обратнойсвязиУстройство работает следующим ,образом.При протекании тока от источника 1 О тока через термометры 1 и 2 происходит падение напряжения на этих термометрах. Эти напряжения суммируются с падением напряжений на первых проводах 4 и 5 и на вторых проводах 6 и 7 трехпроводных линий связи 3 и 3 , и поступают через согласующие резисторы 12 и 13 на инвертирующий вход операционного усилителя 11, охваченного отрицательной обратной связью через резистор 16. На неинвертирующий вход операционного усилителя 11 через согласующие резисторы 14 и 15 поступают посредством третьих проводов 8 и 9 падения напряжений на вторых проводах 6 и 7 трехпроводной линии связи 3 и 3/Выходное напряжение Пв цй операционного усилителя 11 определяется выражениемО ОКЭ 0414 Й 1 е Нгг) 2 где О Ог,це 04 - напряжения на соответствующих входахоперационного усилителя;31281К,К ,К,К - коэффициенты передачу операционного усилителя по соответствующим входам.Для выбранной полярности источни 5 ка 10 тока выражение (1) можно привести к видувщ=Щ 1 т-"з" -Ьг"гКф(2).1 - ток источника 10гдетока;110 - сопротивления термометров 1 и 2 1514,95,Я,у - сопротивления проводов линий связи,Если сопротивления первых и вторых проводов линий связи для каждого термометра равны между собой, т.е. 0 = К 6 и к 5 = 1, что обычно и реализуется на практике, тоЪ "вью я зЦК, Й у ф 2 КЙ -К, й ь(3)Для исключения влияния сопротив- ления проводов линий связи 3 и 3 как следует из (3), необходимо ве 25личины согласующих резисторов 12-15 и резисторов 16-17 обратной связи подобрать таким образом, чтобы выполнялось условиеК =К =2 К=2 К 4=К.В этом случае выходное напряжение прямо пропорционально разности сопротивления термометров и не зависят от сопротивления линий связи, т.е., "вц=к 1 Й-Я,).На практике удобно задаться определенными значениями коэффициентов передачиК =К =2 К =К =1.ф 4Тогда можно получить простые соотношения между сопротивлениями резисторов12 15" 1 Ф 15 ) 1 Ь 1" Я ="3Предложенное устройство позволяет, измерять разность температур или тем" перат тру (если один термометр сопротивления и схему соединения исклю" чить) в большом диапазоне с высокой точнсотью, даже если сопротивления линий связи к разным термометрам различны и находятся в разных условиях., ул.Проектв 3 ЩЯПИ Заказ 9019/30 Ти филиал ППП Патевт, г.уаго