Устройство для измерения температуры

ОПИСАНИЕ Сфвз Советскна Сециэанстичееккк Реенубпик(51) й 1. Кл. 6 01 К 7/02 Государстиенный комитет СССР но делам изобретений и открытийДата опубликования описания 050479(71) Заявитель Львовский ордена Ленина политехнический институт 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЭМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ Изобретение относится к технике измерения температуры,Известны устройства для измерениятемпературы, содержащие в качестведатчика термопару 1) и 2.Однако в этих устройствах не обеспечивается линейная шкала.Известны также устройства для измерения температуры, содержащие термочувствительный элемент, первый магнитный компаратор тока с первичной обмоткой с регулируемым числом витков и регулятором и вторичной обмоткой, второй магнитный компаратор тока с обмоткой с регулируемым числом витков и регулятором, механичес. ки соединенным с регулятором первого магнитного компаратора тока, регулируемые источники тока и образцовый резистор 3).При соответствующем выборе пара. метров схемы известное устройство обеспечивает выходной сигнал, являющийся квадратичной Функцией от числа витков регУлируемой обмотки первого магнитного компаратора тока. Однако схема рассчитана на использование вкачестве датчика платинового термоМетра сопротивления. Если же в схему вместо термометра сопротивления вклю- ат чить термапару, то точность измерений будет низкой.Целью изобретения является повышение точности измерений и расширение диапазона измеряемых температур.Поставленная цель достигается тем, чта в устройство, содержащее термочувствительный элемент, первый магнитный кампаратор тока с первичной обмоткой с регуляторам числа витков и вторичной обмоткой, второй магнитный кампаратор тока с обмоткой с регулятором числа витков, механически соединенным с регулятором первого магнитного компаратара тока, регулируемые источники тока, а также образцовый резистор, введены дополнительный образцовый резистор и переменный резистор, движок которого механически соединен с регуляторами числа витков обмоток магнитных компараторов, тока, а второй магнитный компаратар тока снабжен вторичной обмоткой, подключенной одним концом к обмотке с регулятором числа витков, а втааым концом через регулируемый источник тока - к движку переменного резистора, который через дополнительный образцовый резистор подключен к точке соединения обмоток второго магнитного компаратора тока, которыечерез образцовый резистор поключеныко вторичной обмотке первого магнитного компаратора тока, причем термочувствительный элемент подключенодним концом к образцовому резисто.Ру, а другим - к движку переменнога 5резистора. На чертеже представлена схема устройства для измерения температуры.Устройство для измерения темпера туры состоит из первого магнитного компаратора тока (МКТ) 1, содержащего магнитный сердечник 2, на котором намотаны первичная обмотка 3 с регулятором 4, предназначенная для уравновешивания схемы, вторичная обмотка 5 с постоянным количеством витков, нуль-индикатор б и регулируемый источник питания 7 для поддержания баланса его ампер-витков, второго магнйтного компаратора тока (МКТ) 8, содержащего магнитный сердечник 9, на котором намотаны первичная обмотка 10 с регулятором 11, нторичная обмотка 12 с постоянным количеством витков, нуль-индикатор 13 и регулируемый источник пи;ания 14 для поддержания баланса его ам" пер-витков. Кроме того, устройство включает образцовые резисторы 15 и 16, переменный резистор 17, движок 30 18 которого спарен с регуляторами 4 и 11 первичных обмоток 3 и 10 соответственно обоих МКТ механической связью, термоэлектрический термометр 19, нуль-индикатор 20 для апределе ния момента равновесия схемы и источник 21 постоянного тока.Эависимость термаэлектродвижущей силы образцовых медноконстантановых термоэлектрических термометров втоРо го разряда в интервале от -200 до ООС выражается формулой1=а+ Ьд+ сэ, (1)где 1 - термаэдс термоэлектричес 45кого термометра при температуре рабочего спая, равной- измеряемая температура;а,Ь,с - постоянные коэффициентыуравнения, причемс - отрицательная величина.Термоэдс термоэлектрического термометра измеряется в предлагаемомустройстве потенциометрическим методом. Схема устройства уравновешивается с помощью регулируемой обмотки 553 МКТ 1,Источник постоянного така 20 включен последовательно с регулируемойобмоткой 3 МКТ 1К регулируемомуисточнику питания 7 последовательноподключены первичная регулируемаяобмотка 10 МКТ 8, а вторичная обмотка 12 МКТ 8, образцовый резистор 16,переменный резистор 17 последовательно подключены к регулируемому истач 65нику питания 14. Нуль-индикаторы 6 и 13 определяют баланс ампер-виткав соответственно МКТ 1, 8 и управляют регулируемыми источниками питания соответственно 7 и 14, чтобы обеспечить баланс. ампер-витков магнитных компараторав тока. Образцовые резисторы 15 и 16, переменный резистор 17, термометр 19 и нуль-индикатор 20 образуют последовательную электрическую цепь. Термоэдс термометра 19 компенсируется алгебраической суммой падений напряжений на резисторах 15 и 16 и переменном резисторе 17,При балансе ампер-витков МКТ 1 справедлийо равенствоЪ1% =12%2 или 1 г = - 1 (2) где 1 - ток источника постоянного тока 21;Ю - количество витков первичных регулируемых обмоток 3 и 10;Ыг- количестно витков обмотки 5 ИКТ 1;12 - выходной ток Регулируемого источника питания 7.. Из условия баланса ампер-витков МКТ 8 записываем уравнение12%,=1 ЭЮ, или 1= " 1 г . (3)фЗ где ИЗ- количество витков обмотки 12 МКТ 8;1 з - выходной ток регулируемого источника питтния 14.Подставив уравнение (2) в уравнение (3) получаем1 з= . 1 . (4)Мг ЭзВыходное компенсирующее напряжение устройсва равно0 и=1 зиг+ 1 зг)и =ф 1 %ЖЙИ 11 (5)йнг 1+ 1, -газ г 3 ггде йи, йцг - сопротивление образцовых резисторов соответственно 15 и 16;г - сопротивление участка переменного резистора.Если И =пт(:; г=п 1, то компенсирующее напряжение Пк равно= 1 +вВиг 14 г Рп 11 3 вйих 11, (6)Фг мз загде в - коэффициент пропорциональности между количеством виткон Х, обмотки 3 и измеряемой температуройп - коэффициент пропорциональности между сопротивлением г участка переменного резистора 17 и измеряемой температурой.При выполнении требованийК 1, Ъ, афп 1 юй,Фг фз Й фз фг выходное компенсирующее напряжение Б устройства записывается в виде= а + Ь + ст.3что является необходимым условиемаля получения в предлагаемом у,.трой5 6559 Ц 1 ИИПП Заказ 00/31 Тираж 765 Подписно илиал 11 И ф 1 атент ф , г,ужгород, ул. Проев.ая, 4 стве прямого отсчета измеряемой температуры,С помощью подстроек, например сопротивления Вк; ВН, образцовых резисторов соответственно 15,16 и количества витков Х 8 обмотки 12 ИКТ 8,предлагаемое устройство будет точноотградуировано в единицах температурывПредлагаемое устройство позволяетполучить прямой отсчет и повышаетточность измерения температуры с по- Омощью медноконстантановых термоэлектрических образцовых термометров второго разряда для инэких температур,15Формула изобретения 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 обмоткой с регулятором числа витков, механически соединенным с регулятором числа витков обмотки первого магнитного компаратора тока, регулируемые источники тока, а также образцовый резистор, о т л и ч а ю щ е е с я 09 6тем, что, с целью ловыяения точности измерения и расширения диапазонаиэмеряемых температур, в него введеныдополнительный образцовый резистор ипеременный резистор, движок которогомеханически соединен с регуляторамичисла витков магнитных компараторовтока,а второй магнитный комларатортока снабжен вторичной обмоткой, подключенной одним концом к обмотке срегулятором числа витков, а вторымконцом через регулируемый источниктока - к движку переменного резистора, который через дополнительный образцовый резистор подключен к точкесоединения обмоток второго магнитного компаратбра тока, которые черезобразцовый резистор подключены к вторичной обмотке первого магнитногокомпаратора тока, причем термочувствительный элемент подключен однимконцом к образцовому резистору,а другим - к движку переменного резистора,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9498512, кл, О 01 К 7/02, 1976.2. Авторское свидетельство СССР9498513, кл. С 01 К 7/02, 1976.3. Патент США М 3742764,кл. 73-362, 1973.