Устройство для компенсации термо-э. д. с. хо; годныхконцов термопар

250497 Сева Соеетокит Социалиотическив Реооуелие.рисоединением заявкиКомитет оа делам обретеиий и открытиЯПриоритетОпубликова МПК 6 011УДК 536,532(088.8) ри Совете МиииоСССР 111,1969, Бюллетень М Дата опубликования описания 22,1.1 Авторызоб ретени П. Сидо Заявител УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ ТЕРМО-ЭКОНЦОВ ТЕРМОПАР Ь 1 Х лагаемое устройависимости комтермо-э,д.с. теромленсирующегомпературы, сникомпенсирующего т изменения темдлагаемой схемы Специальное конструкторск и элекИзобретение относится к области термометрни и может быть использовано в машинах централизованного контроля (МЦК), в частности в измерительной части системы ввода аналоговой информации, а также во вторичных приборах потенциометрического типа.В известных машинах централизованного контроля для компенсации погрешности измерения, возникающей при изменении температуры холодныхконцов термопары, применяются обычно мостовые схемы.В таких схемах компенсирующее напряжение на выходе моста изменяется по линейному закону, а термо-э.д,с. термопары изменяется по закону, близкому к квадратичному при малых температурах, поэтому такиесхемы из-за неидентичности характеристик компенсирующего напряжения и термо-э.д,с. термопары имеют значительную погрешность термокомпенсации. Кроме того, мостовые схемы сложны, так как содержат большое количество резисторов и требуют специальной юстировки моста и подгонки сопротивлений линий связи.Компенсационная схема выполнена на двух последовательно соединенных резисторах, первый из которых выполнен из материала с линейной зависимостью сопротивления от температуры, например из меди, а второй - из материала со слабой зависимостью сопротивления от температуры, например пз манганина, параллельно которым включен третий резистор, выполненный также, например, из меди, причем компенсационная схема под ключена параллельно источнику тока, а термопара соединена последовательно с первым резистором компенсационной схемы.Такое построение схемы дает возможностьприблизить характеристику компенсирующего О напряжения к характеристике термо-э,д,с.термопары, что значительно уменьшает погрешность температурной компенсации и упрощает устройство в целом за счет того, что оно имеет меньшее количество резисторов, и 5 вся компенсационная схема полностью выведена из МЦК в отдельную соединительную коробку и не требует подгонки линий связи, а также юстировки схемы. О На фиг. 1 показано пре ство; на фиг. 2 - графики пенсирующих напряжений мопары от температуры, где а - график зависимости 5 напряжения от изменения маемого с мостовой схемы; б - график изменения напряжения в зависимости пературы, снимаемого с пр О компенсации;40 45 50 55 60 11 = 10+ Ломо в - график изменения термо-э,д,с. термопары в зависимости от изменения температуры;Л - погрешность температурной компенсации, вызванная неидентичностью характеристик термо-э.д,с. термопары и компенсирующего напряжения, снимаем ого с предлагаемого устройства;Лг - погрешность температурной компенсации, вызванная неидентичностью характеристик термо-э.д.с. термопары и компенсирующего напряжения, снимаемого с мостовойсхемы,Устройство для компенсации термо-э.д.с, холодных концов термопар состоит из термопары 1, источника 2 питания и компенсационнойсхемы 3. Последняя состоит из резистора 4,выполненного из меди и соединенного последовательно с резистором б, выполненным изманганина. Параллельно резисторам 4, бвключен резистор б, также выполненный измеди. Компенсационная схема 3 подключенапараллельно источнику 2, а термопара 1 соединена последовательно с резистором 4 компенсационной схемы 3.Полярность напряжения Ук компенсациихолодных концов термопар соответствует полярности измеряемой термо-э,д.с. Выход схемы подключен к измерительной части МЦКили ко вторичным приборам,При температуре холодных концов термопары 1 о = ОС напряжение компенсации равно 11, - величине, которую можно учесть постоянным смещением уставки Ув МЦК.В расчете можно принять Й = Рз, тогда1 г2 Я+ Ргде Р - сопротивление резистора 4;Рг - сопротивление резистора б;С/у - напряжение смещения;Ьк, - напряжение компенсации при температуре холодных концов термопары, равной ОС;1 - ток от источника.При изменении температуры холодных концов термопары от О до 50 С напряжение компенсации выразится:гс 1, = 12 й+ Р 2где Ск - напряжение компенсации при температуре холодных концов термопарыбольше С;, - сопротивление меди при окружающей температуре, большей ОС, при- чем где ЛРм - величина, на которую увеличивается сопротивление меди при изменении окружающей температуры. 5 10 15 20 25 Зо 35 Компенсирующее напряжение, таким образом, выразится как разность Ук и 1 к,:Л 1 к = як 1 к,В результате преобразования получаемм (а + 20 о) + Мм 2 Я 1 о И 2 + 31 о)2 Мм (Р 2+ 2 Я) + 40 Яг+ ЯгОтсюда видно, что компенсирующее напряжение зависит от Мм по закону, близкому к квадратичному, а ЛЯм, в свою очередь, зависит от температуры линейно, следовательно, компенсирующее напряжение зависит от температуры по закону, близкому к квадратичному (фиг. 2, график б).Термо-э.д.с. холодных концов термопары изменяется при изменении температуры по закону, также близкому к квадратичному (фиг. 2, график в).Погрешность неидентичности этих характеристик Ль например, для градуировки хромелыкопелевых термопар равна 2 мкв, что в 17 раз меньше, чем погрешность неидентичности напряжения, снимаемого с мостовой схемы Лг,Из формулы видно, что квадратичность зависимости от температуры получается именно благодаря такому сочетанию температурно зависимых, например медных, и температурно,независимого, например манганинового, резисторов, как в предлагаемой схеме. При Й, +Яз величина Л может быть уменьшена, расчет при этом, производится аналогично.Компенсирующее напряженне Л 11 суммируется с измеряемой термо-э.д.с, и на выходе всей схемы получаем действительную термоэ.д.с., соответствующую температуре объекта независимо от температуры холодных концов термопары. Предмет изобретения Устройство для компенсации термо-э.д.с, холодных концов термопар, содержащее термопару, компенсационную схему и источник тока, отличающееся тем, что, с целью повышения точности температурной компенсации и упрощения устройства, компенсационная схема выполнена на двух последовательно соединенных резисторах, первый из которых выполнен из материала с линейной зависимостью сопротивления от температуры, например, из меди, а второй - из материала со слабой зависимостью сопротивления от температуры, например из манганина, параллельно которым включен третий резистор, выполненный также, например, из меди, причем компенсационная схема подключена параллельно источнику тока, а термопара соединена последовательно с первым резистором компенсационной схемы.250497 го за ректоры; ь, петрова и А. Николаева Заказ 3557/18 Тираж 480ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при СоМосква Ж, Раушская наб., д. 4/5 пография, пр. Сапунова, 2 Составитель И. И. Дубсон актор С. И. Хейфиц Техред А, А. Камышнико