Устройство для измерения температуры

Оп ИСАН И Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ 1 н 1 621972 Ъве Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 08,08.78 Совета Министров СССРпо делам изобретений 3) УДК 531.536и открыти 2) Авторы изобретения Е. И. Шморгуи и В. А. Яцук Львовский ордена Ленина политехнический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЬ Целью изоб очности изме етения является повышениеения и расширение диапазотемпер атур. зме яемь Изобретение относится к технике измерения температуры и может быть использовано в устройствах с платинородиевыми термопар ами.Известны устройства для измерения температуры, содержащие термопары в качестве датчиков 1, 21,Однако эти устройства не обеспечивают требуемой точности вследствие нелинейных характеристик термопар.Известно также устройство для измерения температуры, содержащее термочувствительный элемент, первый магнитный компаратор тока с первичной обмоткой с регулятором числа витков и вторичной обмоткой, второй магнитный компаратор тока с первичной обмоткой с регулятором числа витков, механически соединенным с регулятором числа витков первого магнитного компаратора тока, регулируемые источники тока, а также образцовый резистор 131.Известное устройство при соответствующем выборе параметров обеспечивает получение линейной шкалы для датчиков температуры, имеющих квадратичную, характеристику,Однако при использовании термопар с характеристикой, отличающейся от квадратичной, например платинородиевых, это устройство имеет низкую точность измерения. 5 Поставленная цель достигается тем, что вустройстве, содержащем термочувствительный элемент, первый магнитный компаратор тока с первичной обмоткой с регулируемым числом витков и регулятором и вто ричной обмоткой, второй магнитный компаратор тока с обмоткой с регулируемым числом витков и регулятором, механически соединенным с регулятором первого магнитного компаратора тока, регулируемые источ ники тока и образцовый резистор, второймагнитный компаратор тока снабжен дополнительной обмоткой с регулятором числа витков, первый магнитный компаратор тока снабжен обмоткой обратной связи, сое диненной одним концом через регулятор, адругим концом через образцовый резистор и регулируемый источник тока с дополнительной обмоткой второго магнитного компаратора тока, причем вторичная обмотка 25 первого магнитного компаратора тока выполнена с регулируемым числом витков и регулятором, электрически соединенным с регулятором основной обмотки второго магнитного компаратора тока, термочувствн тельный элемент, подключен параллельно621972 35 40 Если У=А,Р - В 1+ С где А =55; В= 800; С = 1083500,образцойому резистору, а все регуляторы механически связаны между собой.На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства для измерения температуры.Устройство для измерения температуры состоит из первого магнитного компаратора тока (МКТ) 1, предназначенного для уравновешивания схемы, содержащего магнит. ный сердечник 2, на котором намотаны первичная обмотка 3 с регулятором 4, вторичные обмотки 5 и 6 (одна с постоянным количеством витков, другая с регулятором 7), обмотка 8 обратной связи с постоянным количеством витков, нуль-индикатор 9 и регулируемый источник питания 10 для поддерживания баланса его ампер-витков. Второй магнитный компаратор тока (МКТ) 11 содержит магнитный сердечник 12, на который намотаны первичная обмотка 13 с регулятором 14, вторичные обмотки 15 и 16 (одна с постоянным количеством витков, другая с регулятором 17), нуль-индикатор 18 и регулируемый источник 19 питания для поддержания баланса его ампер витков.Устройство включает также образцовый резистор 20 для получения компенсирующего напряжения, термопару 21, нуль-индикатор 22 для определения момента равновесия схемы, источник постоянного тока 23. Регуляторы 4, 7, 14, 17 соответственно обмоток 3, 6, 13, 16 спарены механической связью 24.Зависимость термо-ЭДС, платинородиевых термопар типа ПР 30/6 от темпера уры в интервале от 400 до 1770 С выражается формулоййе - (1)(8 - 400)ф19700 + где е - термо-ЭДС термопары при температуре горячего спая равной 1 С;1 - измеряемая температура.После преобразования уравнение (1) запишется в виде:е =А (2)Р - В 1+ С Ток 1 источника 23 постоянного тока протекает через регулируемую обмотку 3. Нуль- индикаторы 9 и 18 так управляют регулируемыми источниками питания соответственно 10 и 19, чтобы автоматически поддерживался баланс ампер-витков магнитных компараторов тока. Обмотки 5, 6 первого МКТ 1 и обмотка 13 второго МКТ 11 соединены последовательно с регулируемым источником питания 10, а обмотки 15, 16 второго МКТ 11, обмотка 8 первого МКТ 1, образцовый резистор 20 включены последовательно с регулируемым источником питания 19.При балансе ампер-витков первого МКТ1 справедливо равенство:5У Ж Уз%4 Уз (Р Рз) или (3)у 1 ф 13)1 4М 7 - Я 7 р 1 О где 1 з - ток регулируемого источника питания 10;К - количество витков обмоток 3, 6,13, 16;Ч 7 з - количество витков обмотки 5;15 У - количество витков обмотки 8,При балансе ампер-витков второго МКТ11 справедливо равенство;У,Ю, = У, (Ю, - У,) или Уз - Уь (4) 20тг, - и,где 1 з - ток регулируемого источника питания 15;Кз - количество витков обмотки 15.Подставив уравнение (3) в (4), после не сложных преобразований определим ток 1 з.тузуз= У,. (5)(12 + фзф 4) 111 + 12113 30 Выходное компенсирующее напряжениеУустройства для измерения температурыбудет равно:УУ,:.: У,У,. == РюУ, Х(6) Я - (112фз ) 4) 1 + 2 3 где Рн - сопротт вление образцового резистора 2), УЯд =А; Т,+ Р, - Т, - В У,1, С, 1 . - 1 то компенсирующее напряжение /будет 45 равно;что является необходимым условием для 50 получения прямого отсчета температуры,Предполагаемое изобретение позволит получить прямой отсчет и повысить точность измерения температуры термопарами градуировки типа ПРЗО/6.55 Формула изобретения Устройство для измерения температуры,содержащее термочувствительный элемент, 60 первый магнитный компаратор тока с первичной обмоткой с регулятором числа витков и с вторичной обмоткой, второй магнитный компаратор тока с первичной обмоткой с регулятором числа витков, механически 55 соединенным с регулятором числа витковсдактор Е. Дайч д А. Камышнико Изд588 Тираж 799ственного комитета Совета Министрово делам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 1507/9 О Гос графия, пр, Сапунова йерво 1 о магнитного компаратора тока, ре гулируемые источники тока и образцовый резистор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения диапазона измеряемых температур, второй магнитный компаратор тока снабжен вторичной обмоткой с регулятором числа витков, первый магнитный компаратор тока снабжен обмоткой обратной связи, соединенной одним концом через регулятор числа витков, а другим концом через образцовый резистор и регулируемый источник тока со вторичной обмоткой второго магнитного компаратора тока, причем вторичная обмотка первого магнитного компа 6рато 11 а тоиа выполнена с регулятором чИсла витков, электрически соединенным с ре.гулятором первичной обмотки второго магнитного компаратора тока, термочувстви 5 тельный элемент подключен параллельнообразцовому резистору, а все регуляторычисла витков обмоток механически связаны.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе10 1, Авторское свидетельство СССР498512, кл, Ст 01 К 7/02, 1976.2. Авторское свидетельство СССР498513 кл. Ст 01 К 7/02, 1976.3. Патент США3742764, кл. 73 - 362,15 1973.