Устройство для измерения температуры

/24-108 26 а ственнь атуть ер ется я 14 вы- ряжеель 2 термоэлектри(ТЭП) 1, усиГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Запорожский госуд ри университет(56) Авторское свидетельство СССР У 569876, кл, С 01 К 7/02, 1976.Авторское свидетельство СССР У 666444, кл, С 01 К 7/02, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕ РАТУРЫ(57) Изобретение касается темпер ных измерений и позволяет .повыси точность измерения путем уменьшения прогрессирующей погрешности моэлектрического преобразователя (ТЭП), Через спай ТЭП 1 пропуска переменный ток от преобразовател напряжение-ток, подключенного к ходу источника 13 эталонного нап ния, Сигнал с ТЭП 1 через усилит Изобретение касается температурных измерений и может быть использо вано при измерении температуры различных сред и .объектов.Цель изобретения - повышение точности измерения температуры путем уменьшения прогрессирующей погрешности термоэлектрического преобразователя.На чертеже изображена схема предлагаемого устройства,Устройство содержитческий преобразователь И 9) ЯО ш) 1 5785 1 3 модулятор-демодулятор поступает напервый вход первого дифференциальногоусилителя 4, на второй вход которогопоступает сигнал с выхода управляемого источника 3 эталонного напряжения,С выхода диАференциального усилителя4 сигнал через фильтр 6 верхних частот поступает на вход фазочувствительного выпрямителя (ФЧВ) 8, а черезфильтр 5 низких частот - на входвторого дифАеренциального усилителя7, к выходу которого подключен регистратор 10, На входы третьего дифференциального усилителя 9 поступаетсигнал с выхода ФЧВ 8 и делителя .12напряжения, Компенсация погрешностиосуществляется сравнением частиэталонного напряжения, снимаемого сделителя 12 напряжения, с амплитудойприращения термоЭДС ТЭП 1 в результате эфАекта Пельтье при пропускании переменного тока через спайТЭП 1, 1 ил,литель 2 модулятор-демодулятор (УМДуправляемый источник 3 эталонногонапряжения, дифференциальный усилитель 4, фильтр (ФНЧ) 5 низкой частоты, фильтр (ФВЧ) 6 высокой частоты,первый дифференциальный усилитель 7,фазочувствительный выпрямитель (ФЧВ)8, второй дифференциальный усилитель авилов9, регистратор 1 О, коммутатор 11,целитель 12 напряжения, источник 13эталонного постоянного напряжения,преобразователь 14 напряжение-ток(3) Устройство работает следующим образом.Под воздействием температуры 9 контролируемой среды на выходе ТП5 генерируется термоЭДС где Я= А +2 В О, +ЗС Я, - чувствительгность ТП в рабочей точке при температуре 6,; А, В и С - постоянные коэффициенты, зависящие от материала электродов ТП; 1- значение термо- ЭДС свободных концов ТП, 15При замыкании коммутатора 11, управляемого от блока 15, по спаю ТП 1 протекает ток от преобразователя 14 напряжение-ток, представляющего собой генератор тока, При этом спай ТП до поЛЬительно нагревается (охлаждается) в зависимости от направления тока, протекающего по спаю, пропорционально прошедшему по нему количеству электричества за счет эффекта 25 Пельтье, при этом значение термоЭДС ТП становится равным где Зг " чувствительность ТП при температуре г = 9, + Д 0; ДО=К 1 - температура дополнительногонагрева (охлаждения) спая," 35К- коэффициент преобразованиятока 1 в температуру спая.При управлении коммутатором 11 с частотой Я, от блока 15 управления термоЭДсС ТП 1 будет пульсировать 40 по прямоугольной огибающей, Усиленная УМД 2 термоЭДС передается на один из входов дифференциального усилителя 4, на другой вход. которого . поступает напряжение с выхода управ .ляемого источника 3 эталонного напряжения, При разомкнутом и замкнутом ключе коммутатора 11 на выходе дифференциального усилителя 4 соответственно формируются напряжения, равные 5011 = К(К 1,- К Б ); где К и К - коэффициенты усиления 55 усилителей 4 и 2; К- коэффициент передачи управляемого источника3 эталонного напряжения;Ц - напряжение на выходедифференциального усилителя 9,На выходе фильтра 5 низкой частоты формируется напряжение, равное,й51 + Б 4Б =К --у (4) где Кз - коэффициент передачи ФНЧ 5 При выполнении условийД 8(с 6, и Яг Б уравнение (4) может быть представлено в виде П = К,;К, К,Р,6,ф- - В,К, 1 ++1) -К;11 Переменная составляющая пульсирующего напряжения выделяется фильтром б высокой частоты и выпрямляется фазочувствительным выпрямителем 8, управляемым от блока 15 управления, Выпрямленное напряжение равно Н11 - 11 111 =К К8 6 2 2 8 5 4ККК х где Ки К 8 - соответственно коэффициенты преобразования ФВЧ б и ФВЧ 8,В дифференциальном усилителе 7 из выходного напряжения ФНЧ 5 вычитается выходное напряжение ФВЧ 8, Усиленная разность напряжений регистрируется регистратором 1 О. При выполнении условий К= К 8 К 6 и Кг 1 = = К 119, что достигается при выполнении условия(7)1 фсигнал 117 на выходе дифференциального усилителя 7 будет определяться выражением 11 = --- - ) 2 К К г (8) К, К где К - коэффициент усиления дифференциального усилителя 7;К - коэффициент деления делителя 12 напряжения;15785 3 Б- коэффициент. преобразования ПНТ 14;111 - напряжение источника 13;Х - ток. формула изобретенияУстройство для измерения температуры, содержащее термоэлектрический преобразователь, блок управления, первый выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, источник эталонного напряжения и регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены три дифференциальных усилителя, усилитель модулятор - демодулятор, управляемый источник эталонного напряжения, .фильтр верхних частот, фильтр низких частот, фаэочувствительный выпрямитель, делитель напряжения и преобразователь напряжение-ток, вход которого соединен с первым выходом источника эталонного напряжения, а выход через коммутатор соединен с термоэлектриСоставитель В,Куликвин Техред актор ектор И.Самб кая Подписноеэобретениям и открытиям прн ГКНТ СС Раушская наб., д. 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужго 101 ул. Га Заказ 1907 Тираж 508 ВНИИПИ Государственного комитета и 113835, Москва, Ж ческим преобразователем, подключенным к входу усилителя модулятор - демоду-, лятор, выход которого соединен с первым входом первого дифференциального усилителя, второй вход которого под" ключен к выходу управляемого источника эталончого напряжения, а выход подключен к входам фильтра верхних частот и фильтра низких частот, выходы которых соединены соответственно с входом фазочувствительного выпрямителя и первым входом второго диф" ференциального усилителя, выход которого подключен к регистратору, а второй вход соединен с выходом фазочувствительного выпрямителя и первым входом третьего дифференциального усилителя, второй вход которого через дели тель напряжения соединен с вторымвыходом источника эталонного напряжения, а выход подключен к управляющему входу управляемого источника эталонного напряжения, при этом управ ляющий вход фазочувствительного выпрямителя соединен с вторым выходом блока управчения