Устройство для измерения температуры

Союз Советских Социалистинесних Республик(22) Заявлено 0%0779 (21) 2809372/18-10с присоединением заявки Йо(51)М. Кл З С 01 К 7/02 1 осударственный комитет СССР по делам изобретений и открытий/Тернопольский финансово-экономический-институти Львовский ордена Ленина политехнический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ 10 Изобретение относится к измерению температуры электрическими методами а именно к технике измерения температуры с помощью термоэлектрических и терморезисторных; преобразователей.Известно устройство для измерения температуры, содержащее термопару и. нуль-орган, являющиеся элементами мостовой схемы, питаемой от источника постоянного тока.Термопара и соединенный параллельно с ней нуль-орган включены в измерительную диагональ моста, двумя , смежными плечами которого служит реохорд, движок которого является 15 одной из вершин диагонали питания моста 1. Однако указанное устройство не обеспечивает высокой точности изме рения температуры из-за недостаточно высокой степени линейности характеристики преобразования.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае мому результату является устройство для измерения температуры, содержащее термопару, измерительный мост с термореэистором, резисторы, источ" ник питания и измерительный прибор 121.30 Недостатком известного устройства является низкая точность измерения температуры, поскольку в нем обеспечивается равенство выходного напряжения линейно зависящему от температуры не более, чем в трех точках, т.е. при трех значениях температуры в пределах рабочего диапазона. На промежутках между этими значениями погрешность. линейности достигает знайчительных величин, что снижает точность измерения температуры. цель изобретения - повышение точности измерения температуры за счет снижения погрешности нелинейности характеристики преобразования устройства.Указанная цель достигается тем, что в устройство введена дополнительная термопара, соединенная последовательно с выходной диагональю моста .и входом термочувствительного делителя напряжения, состоящего иэ последовательно соединенных терморезистора и двух резисторов, причем параллельно одному иэ резисторов делителя включены последовательно соединенные основная термопара и измерительный прибор, а в диагональпитания моста последовательно с ис=точняком питания включена цепочкаиз последовательно соединенных постоянного и переменного резисторов.На чертеже показана принципиальная схема устройства для измерениятемпературы.Устройство содержит основную идополнительную термопары 1 и 2, измерительный прибор 3, термочувствительный делитель напряжения, состоя-щий иэ терморезистора 4 и резисторов5 и б с температурными коэффициентами близкими к нулю. Последовательнос дополнительной термопарой и входом делителя включена выходная диагональ термочувствительного моста,состоящего из терморезистора 7, переменного резистора 8 и резисторов9 и, 10. В диагональ питания мостапоследовательно со стабилизированнымисточником 11 питания включена цепочка из последовательно соединенныхпостоянного и переменного резисторов12 и 13,Устройство работает следующим образом.При изменении температуры рабочего спая термопары, термо-ЭДС междуее свободными концами является функцией температуры с монотонно возрастающей первой производной, т,е. сположительной второй производной вслучае, если рабочий диапазон измерения температуры ограничен значениямитемпературы с и сз для получениялинейной зависимости напряжения оттемпературы к термо-ЭДС, К термопареприбавляется корректирующее напряжение ОК(С), значение которого определяется по формулеОк(с) Ол(с) - Е(с) (1)где О(с) - линейно зависящее от температуры напряжение.Очевидно, что значение корректирующего напряжения зависят от температуры с, достигая максимума примерно в середине диапазона, и падая донуля на границах рабочего диапазонаустройства.Для получения корректирующего напряжения ОК в устройствЕ использоРвано разностное напряжение О, получаемое в результате встречно включенных термо-ЭДС и выходного напряжени 4 термочувствительного мостаО (с, Мост настроен таким образом,что напряжение на его выходкой диагонали равно по абсолютной величинезначению термо-ЭДС термопары 2 притемпературе с . В начале рабочегодиапазона при со мост уравновешен,Таким образом, разностное напряжение равноОр = О 1 (с) - Е (с), (2) где Е(с) - термо-ЭДС термопары 2, равная термо-ЭДС термопары 1. Очевидно, что разностное напряжение равно нулю на границах рабочегодиапазона (при с и с) и при этомзаведомо больше необходимого корректирующего напряжения ОК(с) ввиду того,что разностное напряжейие Ор(с) по:лучается в результате вычитания зависимости Е (с) из зависимости О,(с),для которой вторая производная отрицательна.Для того, чтобы обеспечить необходимые значение корректирующего на.пряжения в двух точках внутри рабочего диапазона, разностное напряжение Ор(с) подается на термочувствительный делитель напряжения, рассчи танный таким образом, что его коэффициент деления при произвольно выбранных значения температур с., и с 2 впределах рабочего диапазона обеспечивает равенство реального корректи рующего напряжения, необходимомукорректировочному напряжению, зависимость коэффициента деления К оттемпературы обеспечивается наличиемв резистивном делителе напряжения 25 терморезистора 4. Погрешность линейности равна нулю при четырех значениях температуры - сс, сА, с, с 3благодаря чему может быть существенно расширен диапазон измеряемой температуры и одновременно повышенаточность измерения за счет повышениястепени линейности характеристикипреобразования.С целью учета погрешностей, обусловленных отклонением реальных градуировочных характеристик термопарыот номинальных, в диагонали питаниятермочувствительного моста предусмотрена цепочка из последовательно соединенных постоянного и переменного 4 О резисторов,дающая возможность плавной регулировки чувствительного моста с учетом поправок к стандартнойградуировочной характеристике термоэлектрического преобразователя порезультатам его последней поверки.Предлагаемое устройство можетбыть использовано при проведении температурных измерений в производственных условиях и технологическихпроцессах термообработки изделий.формула изобретенияУстройство для измерения температуры, содержащее термопару, измерительный мост с терморезистором, резисторы, источник питания и измерительный прибор, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности измерения температуры за счетснижения погрешности нелинейностихарактеристики преобразования устройства, в него введена дополнительная термопара соединенная последоваУ65 тельно с выходной диагональю моста832356 Составитель В.Баздыреведактор О.Черниченко Техред Н. Граб Корректор Н.Стец Тираж 907арственного комизобретений и откЖ, Раушская н аказ 3162/31 ВНИИПИ Госу по делам 113035, Москва, Подта СССРтий но иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,и входом термочувствительного делителя напряжения, состоящего из последовательно соединенных терморезисторов и двух резисторов, причем параллельно одному из резисторов делителявключены последовательно соединенныеосновная термопара и измерительныйприбор, а в диагональ питания мостапоследовательно с источником питания включена цепочка из последовательно соединенных постоянного и переменного резисторов. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 9316945, кл. О 01 К 7/02, 1970. 2. Авторское свидетельство СССР 9352287, кл. С 01 К 7/02, 1971 (прототип).