Устройство для измерения температуры

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 1589079 д 1(51)5 б 01 К 7/12 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЬВ 0 ЮИ1 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОО Ж (Р ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯТЕМПЕРАТУРЫ(57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точностьизмерения температуры при использовании термоэлектрических преобразователей. Устройство содержит операционный усилитель 5, на один вход которого подается сигнал с дифференциальной термопары 1, пропорциональный разности измеряемой температуры и температуры окружающей среды, а на другой - компенсирующий сигнал, пропорциональный температуре окружающей среды. При этом термочувствительный элемент, выделяющий сигнал об изменении температуры окружающей среды, выполнен на стабисторе 7 и имеет тепловой контакт с опорным спаем 3 и свободными концами 4 дифференциальной термопары 1 через металлические пластинки, повторяющие форму корпуса стабистора. 2 ил.Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в системах изменения температуры с помощью термоэлектрических преобразователей (термопар) с автоматической компенсацией изменений термоЭДС их холодного спая при изменении температуры окружающей среды.Целью изобретения является повышениеточности измерений температуры.На фиг: 1 приведена электрическая схемапредложенного устройства; на фиг. 2 - конструктивное размещение элементов его термочувствительного узла.Устройство содержит дифференциальнуютермопару 1 с рабочим спаем 2, опорным спаем 3 и свободными концами 4, операционный усилитель 5, к одному входу которого подключена дифференциальная термопара 1, последовательно включенные токоограничивающий резистор 6 и стабнстор 7, резисторы 8 - 11.Постоянные резисторы 9 и 10 и переменный резистор 11, движок которого соединен с вторым входом операпионного усилителя 5, образуют опорный делитель напряжения, подключенный как и последовательно соединенные токоограничивагогций резистор 6 и стабистор 7 к стабилизированному источнику постоянного тока (не показан). Резистор 8 вместе с резистором 9, входящим в состав опорного делителя напряжения, образуют масштабируюший делитель напряжения, вход которого подключен к общей точке соединения выводов стабистора 7 и токоограничивающего резистора 6.Опорный спай 3 дифференциальной термопары 1 вместе с ее свободными концами 4 и стабистор 7 конструктивно объединены в один термочувствительньгй узел, воспринимающий температуру окружающей реды. Опорный спай 3 дифференциальной термопары 1 с одной стороны и один ее свободный конец с другой стороны припаяны и тонким металлическим пластинкам 12, выполненными, например, из меди толщиной 0,2 мм. Последние повторяют форму корпуса стабистора 7 и контактируют с ним через теплопроводяшие изолирующие прослойки (не показаны). Второй свободный конец 4 дифференциальной термопарь. 1 соединяется непосредственно с корпусом стабистора (металлическим корпусом). В случае пластмассового корпуса стабистора второй сво. бодный конец 4 термопары 1 припаивается непосредственно к выводу стабистора 4, как можно ближе к его корпусу, а металлические пластинки 12 контактируют с корпусом стабистора непосредственно, т,е. без изолирующих прослоек. Устройство работает следующим образом.На выходе дифференциальной термопары генерируется сигнал, пропорциональный разности температур рабочего 2 и опорного3 спаев, т.е. разности измеряемой температуры и температуры окружающей среды. Этот сигнал в виде напряжения подается на первый вход операционного усилителя 5. Сигнал, пропорциональный температуре окружающей среды, формируется в виде падения напряжения на стабисторе 7, которое линейно изменяется при изменении температуры стабистора, вызванном изменением температуры окружающей среды, При этом стабистор 7, опорный спай 3 и свободные концы 4 дифференциальной термопары 1 находятся в практически одинаковых температурных условиях и, ввиду малой массы быстро откликаются на все изменения температуры окружающей среды. Падение напряжения на стабисторе 7 с помощью делителя из резисторов 8 и 9 приводится в один масштаб в термоЭДС дифференциальной термопары 1, смешивается с задающим напряжением опорного делителя (резисторы 9 - 11) н с движка переменного резистора 11 подается на второй вход операционного усилителя 5. На выходе операционного усилителя 5 выделяется разностный сигнал, зависящий только от температуры рабочего спал 2 дифференциальной термопары 1 и не зависящий от изменения температуры окружающей среды. ЗО 35 40 45 50 55 5 10 15 20 25 В зависимости от конкретного назначения в предложенном устройстве можно реализовать три основных режима его работы, В первом режиме при сравнительно небольшом коэффициенте усиления операционного усилителя 5 напряжение на выходе последнего пропорционально измеряемой температуре во всем диапазоне ее изменения. Во втором режиме при большом коэффициенте усиления операционного усилителя 5 последний работает как компаратор напряжения. В этом режиме движок потенциометра (резистора 11) перемещают при измерении температуры до тех пор, пока не сравняются напряжения на двух входах операционного усилителя 5. Отсчет значения измеряемой температуры в этом случае производится по шкале (не показана), совмещенной с движком потенциометра-резнстора 11. В третьем режиме предложенное устройство может быть использовано как сигнализатор превышения температуры или ее понижения относительно заданного значения. В этом режиме коэффициент усиления операционного усилителя 5 выбирается достаточно большим. Заданное значение температуры устанавливается движком потенциометра-резистора 11, а изменение температуры фиксируется по изменению выходного сигнала операционного усилителя 5, Во всех трех режимах компенсация термоЭДС опорного спая 3 дифференциальной термопары 1 при изменении температуры окружающей среды осуществляется аналогично описанному.1589079 Составитель В. Голубев Техред А. Кравчук Кор Тираж 508 Под ного комитета по изобретениям и открь Москва, Ж - 35, Раушская наб ательский комбинат Патент, г. Ужгор. Копч ктор А. Осауленкоисноеням при ГКНТ ССС45л, ул. Га гари на, 1032 Государстве ЗОЗ Производственно.изФормула изобретенияУстройство для измерения температуры, содержащее дифференциальную термопару, подключенную к одному входу операционного усилителя, второй вход которого соединен с выходом опорного резистивного делителя напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены последовательно включенные стабистор и токоограничивающий резистор и масштабирующий резистивный делитель напряжения, вход которого подключен к общей точке соединения стабистора и токоограничиваю- .щего резистора, а одно его плечо включено в состав опорного резистивного делителя напряжения, при этом стабистор, опорный спай и свободные концы дифференциальной термопары размещены в тепловом контакте между собой через введенные тепловыравнивающие металлические пластинки, установленные на корпусе стабистора и повто О ряющие его форму.