Устройство для измерения разности температур

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБГЕтЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлено 09,11.78 (21)2683779/18-10 (51)М. Кл. 0.01 К 7/16 с присоединением заявкм Нов(23) Приоритет -. Гвсудврственвый омнтет СССР во делам нзобретеннв н отрытнйОпубликовано 15.1180, бюллетень Йо 42 Дата опубликования описания 15.11.80(72) Автор чч ччч ччч ч ч чфс В. д. Гркнец мз тени с аяамтельЛьвовский ордена Ленин технический институ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗН ТЕМПЕРАТУРобласти пользова ности темкачестве ермометро измеренияавляющее плечный ого вклюич, при имаемое ропорцио- темпера 5 О ого устройства явротивления линииизме ения азности 20 для 5 Изобретение отиосится ктермометрии и может быть исно при точном измерении раэператур с использованием вдатчиков терморезистивных тИэвестно устройство дляразности температур, предстсобой неравновесиый четырехмост, в смежные плечи которченч термометры сопротивленчем выходное напряжение, снс измерительной диагонали инально разности измеряемыхтур 1. Недостатком такляется влияние,сопсвязи на точность р р температур.Наиболее блИзким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство измерения разности температур, со держащее два последовательно соединенных термометра сопротивления, подключенных к стабилизатору, две пары ключей, выходы которых через резисторы подключены к усилителю переменного тока, демодулятор, усилитель пос тоянного тока, последовательно соединенные резистор обратной связи и масштабный резистор, подключенные к выходу усилителя постоянного тока и генератор 2.Недостатком такого устройства является низкая точность измерения, которая обусловлена разбросом номиналов сопротивлений схемы вычитав; щего усилителя и наличием коэффициента ослабления синбаэной составляющей используемого в устройстве дифференциального усилителя.Целью изобретения является повышение точности измерения разности температур.Поставленная цель достигается за счет того, что в устройство дополнительно введена пара ключей, выходы которых через резистор подсоединены к входу усилителя переменного тока, причем вход одного ключа соединен с общей схемой, а вход второго ключа подключен к средней точке соединения масштабного резистора и резистора обратной связи.На чертеже представлена .блок-схема устройства для измерения разности температур, которое содержит термометры сопротивления 1, 2, стабилизатор тока 3, первую пару ключей 4, 5,вторую пару кличей б, 7, третьи пару ключей 8, 9, генератор 10, резис- торы 11, 12, 13,усилитель перемен;ного тока 14, демодулятор 15, усилитель постоянного тока 16, масштабныйрезистор 17 и резистор обратной связи 18,Два термометра сопротивления 1 и2, помещенных в среды, разность температур которых необходимо измерить,подключены четырехпроводной линиейсвязи последовательно, к выводам стабилизатора тока 3, нижний вывод которого эаземлен. Выходы первой парыключей 4 и 5, второй пары ключей би 7 и третьей пары ключей 8 и 9 соответственно через резисторы 11, 12 и13 подключены к входу усилителя переменного тока 14, выход которого через демодулятор 14, усилитель постоянного тока 16 соединен с выходом устройства и последовательной цепочкой,состоящей из последовательно соединенных масштабного резистора 17 и резистора обратной связи 18.Входы первой парй кличкой 4 и 5подключены к потенциальным выходамтермометра 1, входы второй пары б и7 соединены с потенциальными выводами термометра 2, а входы третьей пары ключей 8 и 9 подключены соответственно к общей шине и обшей точкерезисторов 17 и 18.Противофаэные выходы генератора10 подсоединены соответственно навходы"управления ключей 4, 7, 8 и5, б, 9. Один из выходов генератора10 соединен с входом управления демодулятором.Устройство работает следующим об разом. Ток 30 стабилизатора тока 3,протекая через термометры 1 и 2,создает относительно общей шины наих потенциальных выводах падение напряжения, при этом в один иэ полупериодов выходного напряжения генератора 10 включаются ключи 4, 7 и 8и на входы резисторов 11, 12 и 13подаются соответственно напряженияО 4, О 1 и О, где О 4 и О 7 - падениянапряжений, подаваемые на входы ключей 4, 7 и. 8. На выходе сумматора,образованного равными резисторами11, 12 и 13 (для достаточно большоговходного сопротивления усилителя 14),образуется напряжение прямоугольной-Формы с амплитудойо, о,1Во второй полупериод включаютсяключи 5, б и 9 амплитуда выходногонапряжения на выходе резисторов 11,12 и 13 будет равна;На вход усилителя переменного тока4 поступает переменная составляющаянапряжения, амплитуда которого ьО равна д "-1 2При подстановке в (3) выражений 5 1) и 2 получимо(;2)-О СьО= 3, . (4),где О =О - напряжение обратной свя зи, сйимаемое с резистора 18.Переменное напряжение дО усилйвается усилителем 14, преобразуется де,модулятором 15 в постоянное напряжение и, усиливаясь усилителем 16, поступает с одной стороны на выход устройства, а с другой стороны на вход узла обратной связи, состоящего иэ резисторов 17 и 18.На выходе резистора 18 вырабатывается такое напряжение, чтобы переменное напряжение ьО на входе было равно нулю (с погрешностью статизма системы), Тогда из (4) следует; чтоос=)о )й)щ . В этом случае, еслипротивления ров 1 и 2 йри начальной температуре; Кис 2 - температурные коэффициенты сопротивления термо метров 1 и 2,и С 2 - измеряемые температуры. З 5 Из (б) следует что, выходное напряжение устройства, а следовательно точность измерения, не зависит от измерения сопротивлений линии связи (гл 2,"дт и г); при этом выходное напряжение йрямо пропорционально измеряемой разности температур.Устройство для измерения разности температур позволяет повысить точность измерения за.счет отсутствия влияния изменения сопротивлений ли ний связи на точность измерения разности температур; исключения влияния дрейфа напряжения усилителей на точность измерения и благодаря использованию автокомпенсационной схемы вы сокую чувствительность.Точность работы устройства опре деляется стабильностью характеристики стабилизатора тока и, остаточными, параметрами бесконтактных ключей и 55 взаимным разбросом резисторов, образующих сумматор,Испытание опытного образца"устройства, выполненноГо на бесконтакт- Щ ных ключах типа 1 КТ 902; резисторахтипа ИРХ с погрешностью 0,05 показали, что оно обеспечивает точность измерения разности температур в диапазоне +10 фС с относительной погрешя ностью 0 р 1779824 формула изобретения Составитель В. Копаев тор Г. Улыбина ТехредН.Граб Корректор О. Ковинска,Заказ 3 2 б Тираж 3 ВНИИПИ Государственного комит по делам изобретений иотк 113035, Москва, Ж, Раушская наПоднис та СССРытий е у д. 4/5 лиал ППП Патент , г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Устройство для измерения разности температур, содержащее два последовательно соединенных термометра сопротивления, подключенных к стабилизатору тока, две пары ключей, выходы которых через резисторы подключены к .Усилителю переменного тока, демоду- лятор, усилитель постоянного тока, последовательносоединенные резистор обратной связи и Масштабный резистор, ф подключенные к выходу усилителя постоянного тока и генератор, о т л ич а ю щ,е е с я тем, что,с целью повышения точности измерения, в него дополнительно введена пара ключей, 5 выходы которых через резистор под-соединены к входу усилителя переменйого тока, причем вход, одного ключасбединен с общей шиной, а вход второго ключа подключен к средней точкесоединения масштабного резистора ирезистора обратной связи,Источники информации,принятые во внимание при эксоертиэе1. Самсонов Г. В. и др. Датчикидля измерения температуры в промышленности. Киев "Наукова думками, 1972,с. 204.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке В. 2535511/18-10,кл. О 01 К 7/16, 21.10 .77 прототип