Устройство для измерения и контроля температуры

(61) Дополнитель (22)Заявлено 22 с присоединением (23) Приоритет ое к авт, свид-ву - 2.78 (21) 2582246/18-10 Кл.1 К 7/20 и% удерстееиицП иемит СССР делам изобретеии и етирцтий25.02. Бюллетень М публикованоДата опубли УДК 53653аиия описания 2502 Н. В. Боголюбов, 10. В, Красильников, А. Е. Кретов и.Г. И. Черняк 72) Авторы изобретени Всесоюзный экспериментальный конструкторский) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ стве при равновесии моедах дифференциального. Изобретение относится к области измерения и контроля температурных параметров холодильных агрегатов. и оборудования.Известно устройство для контроля и индикации температурных параметров объектов, использующие мостовые измерительные схемы с терморезисторами в качестве датчиков температуры, которыми проводят контроль температурно. энергетических показателей исследуемых объектов не на поточной линни, а в стационарных условиях на испытательных станциях 111. Это приводит к большим затратам времени, в результате чего контрольным испьпаниям подвергаются лишь 5 - 10% выпускаемой продукции,В известном уст та напряжение на в усилителя зависит о пературы следующи елов измерения разом;В Чп 1и сущностидля контрожащее терсхему,аллельно одключены другойтм прибо. эким являетемп юче через му в сое связ Наиболее блик изобретениюля и индикациимореэистор, вклвыход которойнеинвертирующепоследовательногерма резистор,ром и источник по техническотся устройствоературы, содернный в мостовуюусилитель, парходу которого пдиненные диод иан с индикаторнтания (21. где Ят, Я - зависимое и независимое от тем. пературы сопротивления плеч моста; и - пара. метр, зависящий от пределов измерения и рав. ный кратности изменения сопротивления термистора при изменении температуры в крайних точках температурного диапазона от Т, до Т Чо, Ч - напряжения на входах дифференциального усилителя при измерении температур Т, и Т в момент равновесия моста.Согласно (1) чувствительность схемы изменя. ется при;переключении с одного предела измерения на другой, что при больших пределах измерения, когда п велико, приводит к снижению надежности контроля температуры,Другим недостатком известного решения яв ляется то, что выходной сигнал при правнль. Ной работе устройства не отличается от сигнала717567 рения; 3при обрыве, например, цепи термистора. При этом снижаются надежность контроля темпера.зуры и достоверность результатов измерения.Целью изобретения является расширение диа. назона измерений, увеличение надежности и точ. ности контроля температуры.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее терморезистор, включен.ныи в мостовую, схему, выход которой через усилитель, параллельно неинвертирукнйему вхо- О1ду которого подключены последовательно сое.диненные диод и друтой терморезистор, связан с йндикаторным прибором и источником пита ния, введены два клюЧевых элемента, управляемый стабилизатор тока, переменный реэис. 15 тор, выключатель и генератор импульсов, первый вход которого через первый ключевой элемент связан с входом управляемого стабилн. затора тока, соединенного последовательно с мостовой схемой через реохорд переменного ре- з 0 зистора, включенного параллельно терморезисто. ру, а второй выход генератора импульсов сое.динен с входом второго ключевого элемента, включенного последовательно с выключателем между одним иэ полюсов источника питания 25 и одним из входов усилителя.На чертеже представлейа электрическая принципиальная схема предлагаемого устройства, в состав которой входят терморезистор 1, мостовая схема 2, усилитель 3, индикаторный при. 30 бор 4, источник питания 5, генератор импульсов 6, первый ключевой элемент 7, стабилизатор тока 8, регулируемый резистор 9, второй ключевой элемент 10, выключатель 11, диод 12, терморезистор 13, 35Устройство имеет режимы измерения темнературы. и контроля работоспособности.В режиме измерения температуры второй ключевой элемент 10 отключен от инвертирую щего входа усилителя 3 выключателем 11. От 40 генератора импульсов 6 через первый ключевой элемент 7 на вход управляемого стабйлизатора тока 8 поступает сигнал, под воздействием ко. торого по мостовой схеме 2 протекают ста.бильные по амплитуде импульсы тока, Парамет. 4 ры мостовой схемырассчитывают по условию получения максимума сигнала йа ее выходе.При этом скважность и длительность импульсов выбирают такими, чтобы средняя мощность, рас. сеиваемая терморезистором 1, была недостаточной для его нагрева. 4Ч Ч, - напряжения, пропорциональныедействительной и зацанной темпе.ратуре, соответственно;3 - амппнтудаимпульсов, формируемыхстабилизатором тока;В - прецизионное сопротивление смежныхплеч мостовой схемы.При равновесии моста 2 напряжения на вхо.дах усилителя 3 не зависят от пределов изме. Ч, =Ч, (й где Ч 0 = Ч = Чз при ЬЧ - .О,Ч 0, Ч - напряжения на выходе мостовой схемы при измерении температуры в двух край. них точках температурного диапазона Т, - Т Благодаря выполнению условия (3) чувствительность устройства повышается и остается постоянной при переключении с одного предела измерения на другой, что позволяет расширить пределы измерения и повысить надежность контроля тМлпературы. При уменьшении разностного импульсного сигнала до величины, определяемой чувствительностью усилителя 3 последний, благодаря поло жительной обратной связи, переходит нз одного устойчивого состояния в другое, переводя индикаторный прибор в состояние, показываю. щее, что температура объекта достигла заданной величины. В режиме контроля работоспособности устройства второй ключевой элемент 10 подключен к инвертирующему входу усилителя 3 вы. ключателем 11, С генератора импульсов 6 через второй ключевой элемент 10 на инвертирующий вход усилителя 3 поступают дифференцированные импульсы "сброса", переводящие усилитель 3 и индикаторный прибор 4 в выключенное состояние. Это возможно благодаря тому, что ф при подключении второго ключевого элемента 10 уменьшается коэффициент положительной обратной связи усилителя 3. Поэтому, если нарушен контакт или произошел обрыв в цепи терморезистора 1, то на интервале длитель.ности очередного импульса усилитель 3 будет переходить;из исходного состояния в другое положение, а на интервале паузы между импуль. сами - возвращаться в исходное состояние,. На вход усилителя 3 поступает импульсныйсигнал, определяемый разностью между напря-жениями; пропорциональными действительнойи заданной температурег)ЬЧ=Ч,-Ч,где Ч, = 0,5(ЗВ-ЬЧ)Чз = Оф 5(8+ ЬЧ) Следовательно, ложный сигнал на выходе усилителя 3, вызванный неисправностью в це. пи терморезистора 1, отличается от полезного сигнала, который вырабатывается, когда достигнута заданная температура объекта. При этом увеличивается надежность контроля температуры и достоверность результатов измерения,71756 ИИПИ Заказ 98 Л 4/56 Тираж 7 длисное иал ППП Патент". г. Ужгород, ул, Проектная 5Таким образом, изобретение характеризует ся следующими положительными свойствами:широкий предел измерения и высокая точ. ность благодаря питанию мостовой схемы от стабилизатора тока, связанного через первый ключевой элемент с генератором импульсов;высокая надежность контроля температуры и достоверность результатов измерения, обусловленные отличием ложного сигнала на выходе устройства от полезного сигнала бла годаря связи усилителя через второй коммутирующий элемент с генератором импульсов;низкой потребляемой мощностью за счет . импульсного режима работы устройства.1Формула изобретенияУстройство для измерения и контроля темпе-. ратуры, содержащее терморезистор, включенный в мостовую схему, выход которой через усили,тель, параллельно неинвертирующему входу которого подключены последовательно соединен.20 ные диод н другой терморезнстор, связан с индикаторным прибором и источником питания,6о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расщи.рення диапазона измерений, увеличения падеж.;ности и точности контроля температуры, в него введены два ключевых элемента, управляемый стабилизатор тока, переменный резистор,выключатель и генератор импульсов, первыйвыход которого через первый ключевой эле.мент связан с входом управляемого стабилизатора тока, соединенного последовательно с мостовой схемой через реохорд переменного резистора, включенного параллельно терморезистору,а второй выход генератора импульсов соединенс входом второго ключевого элемента, вклю.ченного последовательно с выключателем меж.ду одним из полюсов источника питания и одним из входов усилителя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Удалов А, П. Полупроводниковые датчи.ки. "Энергия", М.-Л., 1965; с. 21.2, Заявка Великобритании Юф 1426569,кл. 6 01 К 7/ОЗ, опублик, 1975 (прототип).