Устройство для измерения температуры

Изобретение относится к технике температурных измерений и может бытьиспользовано в гидро- и геофизических исследованиях, а также при измерении низких температур.Целью изобретения является повышенне точности и чувствительности изме-. рения температуры.На чертеже представлена блок-схе ма устройства.Устройство содержит датчик 1., включающий термистор 2 и параллельный ему резистор 3, линейный преобразователь 4 сопротивления в электрический сиг нал, блок 5 извлечения квадратного кОрня, вход которого подключен к выходу линейного преобразователя 4, а выход - к входу измерительного прибора 6. 20Устройство работает следующим образом,Линейный преобразователь 4 преобразует сопротивление датчика 1 в электрический сигнал, который поступает ,25 на вход блока 5 извлечения квадратного корня,а с его выхода - на вход измерительного прибора 6, с помощью которого измеряют выходной параметр и по нему устанавливают температуру как ли 30 нейную функцию этого параметра.Количественно выигрыш в точности и чувствительности можно оценить по двум показателям - относительной нелинейности С (отношение кубичной компоненты выходного параметра к линейной) и относительной чувствительности 3 (отношение линейной компоненты к среднему значению выходного парамет" ра). Сопротивление датчика К =КК, 401 1где К=К, ехр В( +т т )1 где К - сопротивление термистора приотемпературе Т; В - постоянная термистора. В известном устройстве выхоДной паРаметР А и кт, а описываемый и т1/1Полагая, что Р=Р, т , запишем разложение этой функции в ряд Тейлора в окрестности точки ТР(т)=Р,+Р,(т-т,)+-Р"(т-т,) + + в , Р, (т-т, ),1О о 155где Р,РР," - значения самойФункций и ее производных при темпер,"туре Т равные(4) где К , К , К,". - производные темтпературной зависимости составного резистора Кт.ВК В.,Кт Т(К+К )- К о (В -бВТ +бт ) В известном устройстве величина этого резистора К=к(ВТ )/(В+2 ТО), что учитывая ВЗ То, почти вдвое меньше, чем К, Здесь и далее индекс и 11и относится к известному устройству, "и" - к предлагаемому. Сравним следующие показатели качества для предлагаемого и известного устройств: относительную чувствительность 8 (отношение линейного члена разложения к среднему значению при температуре Т,);и Кт/Кт ф/ т/ т ф и относительную нелинейность (отношение кубического члена к линейному):/(3 к ) и /()1 =ф:о Подставляя в 5 и С соответствую-щие значения В,Р и их производных (1)- (7) и учитывая, что для Бя, Сзна" чение параллельного резистора равно Ки 9 а ДЛЯ Яив Ся-К , полУчим Условием линеаризации является компенсация нелинейности второго порядка, Поэтому, приравнивая Г=О, находим необходимое значение сопротивления параллельного резистора для описываемого устройстваК т = 2 К о (ВТ ) / (В+4 Т),= С 4 К . При этом датчик К включатется на место одного иэ сопротивлений моста, Функцию иэмерителя выпол 5 няет периодомер,Формула изобретения Сравнение чувствительности дает Б= 4/3 Бя,а при условии ВТ, получим для нелинейностей15С= 2/3 с,где индексы "и" и "и" соответствуют предлагаемому и известному устройствам, Первое равенство означает, что погрешность нелинейности в предложенном устройстве меньше в 1,5 раза, а второе - что чувствительность выше в 4/3 раза.Наиболее просто предложенное устройство реализуется на базе КС-генератора с Г-образной сдвигающей цепью или мостом Вина в обратной связи. Такой генератор совмещает функции линейного и промежуточного преобразовате 30 лей, если в качестве выходного параметра выбрать период колебаний Т= 2 К,(ВТ ) /(В+4 То),где КВТо сопротивление реэистора; - постоянная термистора;средняя температура в иэмеряемом диапазоне:,- сопротивление термистора притемпературе То. Составитель Е.Рязанцев Редактор Л,Гратилло Техред М.Дидык Корректор Н.РевскаяЗаказ 1438 , Тираж 509 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 Я= - (В-.2 Т, ) /2 Тд,1Я= - -(ВТо)/2 То2С:В/Т12о ф1 2 Те 1 Го 11фС = - -+ + -() В /Т3 ЗВ 2 В Устройство для измерения температуры, содержащее включенные параллельно термистор и резистор, связанные с входом линейного преобразователя сопротивления в электрический сигнал, и измерительный прибор, о т л и ч ающ е е с я тем, что, с целью повыше ния точности и чувствительности введен блок извлечения квадратного корня, вход которого подключен к выходу линейного преобразователя сопротивления в электрический сигнал, а выходк входу измерительного прибора, причем величина сопротивления реэистора определяется соотношением