Устройство для измерения температуры

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сфеэ СфеетскнхСоцмапистмческнкРвспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 08.04.81 (21) 3271731/18-10 1) М. КЛ.э Государственный иомнтет СССР но делам изобретений н открытий(088.8 ) Опубликовано 07 01.83 Бюллетень йо 1 Дата опубликования описания 07. б 1. 83(54) УСТРОЙС Изобретение относится к температурным измерениям, а именно к устройствам для измерения температуры по- . средством термоэлектрического преобразователя с компенсацией термо- ЭДС. свободного сная преобразователя а Известно устройство,для измере .йия температуры, содержащее термоэлектрический преобразователь, под- . ключенный к входу измерительной схема, термопреобразователь сопротивления для измерения температуры свободного сная термоэлектрического преобразователя, включенныйв мостовую схему, в котором выходное найряжение мостовой схей суммируется с напряжением термоэлектрического преобразователя 11.Однако устройствО не обеспечивает высокой точности измерения температуры вследствие .временной нестабильности температурного коэффициента термопреобразователя сопротивле 2 ния, а также вследствие значительной разницы в величине тепловой инерции термоэлактрического преобразователя и термопреобразователя оопротивления. 2Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения температуры, содержащее термоэлектрический преобразователь, усилитель, выходной блок, включающий в себя компаратор, датчик эталонной температуры и схему управления, полупроводниковый термопреобразователь на основе ри -перехода, расположенный в области сво" бодного сная териоэлектрического преобразователя 2.Недостатком устройства является низкая точность измерения температуры вследствие временной нестабильности обратного, тока ри -перехода и,напряжений смещения усилителейпостоянного тока. Больщой техноло- гический разброс температурных коэффициентов прямого напряжения ри -перехода и напряжения смещения усилителей постоянного тока приводит к необходимости индивидуальной настройки каждого устройства, т.е. затрудняется массовое изготовление таких устройств,Целью изобретения является, повышение точности измерения.Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены модулятор, демодулятор, генератор пара 987417Фаэного напряжения, резистор и четы ре управляемих источника тока, выходы которых попарно соединены между собой и подключены соответственно к выводам полупроводникового термопреобразователя, причем первый вывод полупровод никового термопреобразователя через резистор соединен с общей шиной Устройства, второй вывод соединен с не- инвентирующим входом усилителя, инвентирующий вход которого через моду лятор соединен с выходом термоэлектрического преобразователя, а выход через демодулятор соединен с выходным блоком, выходы генератора параФазного напряжения соединены с управляющими входами источников тока, модулятора и демодулятора.На чертеже приведена блок-схема устройства.Устройство содержит термоэлектри ческий преобразователь 1 усилитель 2 переменного тока, выходной блок, включающий . в себя компаратор 3, схему 4 управления и датчик 5 эталонной температуры, полупроводниковый термопреобразователь б на основе ри-перехода, например диод, модулятор 7, демодулятор 8, резистор 9, четыре управляемых источника 10 - 13 тока генератор 14 параФазного напряжения.Устройство работает следующим образом.Выходной сигнал термоэлектрического преобразователя 1 О,11, О = 1 р - 1 где 1 и 1 б термо-ЭДС рабочего иРсвободного спаев, через модулятор 7, преобразующий постоянное напряжение преобразователя 1 в переменное, поступает на инвентирующий вход усилителя 2. На неинвентирующий вход 40 усилителя поступает сигнал с полупроводникового термопреобраэователя, противоположный по Фазе сигналу О 1, который Формируется следующим образом. 45В течение первой половины периода работы генератора 14 через резистор 9 проходит ток от источников 10 и 12 тока, а через диод - только ток от источника 12 тока. В течение вто рой половины периода работы генератора 14, через диод и резистор проходит ток от источников 11 и 13 тока, а через диод - от источника 13 тока. При этом на неинвентирующем входе 55 усилителя 2 возникает переменный сигнал где 1 1 1, 1,- токи, создаваемыесоответственно источниками 10-13 тока, причем величину токов 3,1 и 3выбирают много меньшей величины то ков Д и 3 исходя иэ требуемого температурного коэФФициента напряжения, равного чувствительности термоэлектрического преобразователя, а величины токов 1 и 1 выбирают та ким образом, чтобы при температуре Т = О О = 0; Ф - температурный потенциал полупроводникового диода, й - сопротивление резистора 9.На выходе усилителя возникает переменный сигнал, равный разности сигналов О - О и пропорциональный измеряемой температуреЭтот переменный сигнал поступает на вход демодулятора, который преобразует его в напряжение постоянного тока.Компаратор 3 выходного блока срабатывает в момент равенства напряжений с выхода демодулятора и датчика 5 эталонной температуры вызывая срабатывание схемы 4 управления.Предлагаемое устройство по сравнению с известным существенным образом повышает точность контроля температуры объекта без периодических регулировок как вследствие того, что составляющая компенсирующего напряжения ЭДС свободного спая не зависит от обратного тока ри-перехода полупроводникового термопреобразователя, так и вследствие устранения влияния дрейФа напряжения смещения нуля усилителя на результат измерения.Формула изобретенияУстройство для измерения температуры, содержащее термоэлектрический преобразователь, усилитель,. выходной блок, включающий в себя компаратор, датчик эталонной температуры и схему управления, полупроводниковый термопреобразователь на основе р-и -перехода, расположенный в области свободного спая термоэлектрического преобразователя, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены модулятор, демодулятор, генератор параФазного напряжения, резистор и четыре управляемых источника тока, выходы которых попарно соединены между собой и подключены соответственно к выводам полупроводникового термопреобразователя, причем первый вывод полупроводникового термопреобразователя через резистор соединен с общей шиной устройства, второй вывод соединен с неинвентирующим входом усилителя, инвентирующий вход которого через модулятор соединен с выходом термоэлектрического преобразователя, а выход через демодулятор соединен ,с выходным блоком, выходы генерато 1 ра парафазного напряжения соединены987417 Составитель В,КуликовРедактор Т.Кугрышева Техред А.Бабинец Корректор А.фере ое иал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 управляющими ВхОдами истОчникОВтока, модулятора и демодулятора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе Заказ 10281/27 Тираж 871 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Ра1, Авторское свидетельство СССР 9 408170, кл. -С 01 К 7/12, 1972. 2. Патент США 9 3921453 кл. 73-361, 1975 (прототип.Подписнмитета СССРткрытийая наб д, 4/5