Устройство для измерения температуры

.И, Цыринсистема1810000,83,по т СУДАРСТВЕННЦЙ КОМИТЕТ ССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ ОПИСАН И К АВТОРСКОМУ 2. Авторское свидетельство СССР заявке2980500/18-10, 0 01 К 5/32, 17.0980 (прото)(54) (57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее герметизированные, заполненные термометрическойжидкостью измерительную и компенсационную термосистемы с блоками упругих чувствительных элементов, и блок.преобразования усилия в выходнойсигнал, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точностиизмерения за счет устранения погрешности, обусловленной разбросом параметров конструктивных элементовустройства, в компенсационную термосистему введены. регулировочный сильФон, снабженный узлом регулированиядеформации, и микродозатор, содержащий запорный клапан и блок заданиядавления, причем мйкродозатор и регулировочный сильфон соединены сполостью блока упругих чувствительных элементов компенсационной термосистемы.Изобретение относится к термометрии и может найти применение в системах автоматического контроля и . регулирования температурных режимов различных технологических процессов в промышленности. 5Известно устройство для измерения температуры, содержащее герметиэированную, заполненную термометрической жидкостью измерительную термосистему и блок преобразования усилия в вы ходной сигнал 1,1 .Однако данное устройство не обладает требуемой точностью измерения из-за погрешности, вызванной изменением температуры окружающей сре ды.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения температуры, содержащее герметиэированные, заполненные термометрической жидкостью измерительную и компенсационную термосистемы с упругими чувствительными .элементами и блоками формирования рабочих давлений, а также блок преобразования усилия в выходнойсигнал Г 2Однако и это устройство несмотря на наличие компенсационной термосистемы обладает значительной погрешностью измерения при изменении температуры окружающей среды в больших пределах, например, от -50 дое +50 ОС.Цель изобретения - повышение точности измерения за счет устранения 35 погрешности, обусловленной разбросом конструктивных параметров элементов устройства.Для достижения поставленной цели в устройстве для измерения темпера туры, содержащем герметиэированные заполненные термометрической жидкостью, измерительную и компенсационную термосистемы с блоками упругих чувствительных элементов и блок преобразо вания усилия в выходной сигнал, в компенсационную термосистему введены регулировочный сильфон, снабженный узлом регулирования деформации и микродоэатор, содержащий эапорный клапан и блок задания давления, причем микродоэатор и регулировочный сильфон соединены с полостью блока упругих чувствительных элементов компенсационной термосистемыНа чертеже изображено устройство. 55Устройство термобаллон.1, капилляр 2, блок 3 упругих чувствительных элементов измерительной термосистемы, рабочий сильфон 4, задающий сильфон 5, задающая пружина б,опор ный фланец 7, рама 8 термометра, шпилька 9, гайка 10, блок 11 упругих чувствительных элементов компенсационной термосистемы, рабочий и задающий сильфоны 12 и 13, задающая 65 пружина 14, фланец 15, шпилька 16,гайка 12, регулировочный сильфон 18,соединительный канал 19, опорныйфланец 20, шпилька 21, гайка 22, капилляр 23, соединяющий микродозаторс блоком 11, микродозатор 24, сильфон 25 блока задания давления, сильфон 26 микродозатора, запорный клапан 27 блока задания давления, регулировочный винт 28, термометрическаяжидкость 29, Т-образный рычаг 30,Г-образный рычаг 31, опоры вращения32 и 33, подвижная опора 34, узел35 сопло-заслонка, пневмореле 36,сильфон 37 обратной связи, винт 38корректора нуля, измеряемая среда 39,кран 40 блока задания давления.Устройство работает следующимобразом,Термобаллон 1 помещают в измеряемую среду 39 и,при измерении еетемпературы, например при повышениипроисходит увеличение объема термометрической жидкости. Избыточный .объем жидкости по капилляру 2 переместится в полость блока 3, котораясообщается с полостью рабочего сильфона 4 перемещение подвижного донышка которого ограничено рычагом 30,поэтому изменение объема жидкостив блоке,3 вызывает перемещение подвижного донышка сильфона 5 и деформацию пружины 6, Рабочее усилие измерительной термосистемы через ры.чаг 30, который поворачивается нанекоторый угол относительно опоры32, изменив зазор в узле соплоэаслонка 35, при этом увеличивается выходное давление в блоке преобразования.Применив в качестве блока преобразования унифицированный преобразователь системы ГСП, имеющий пределыизменения выходного усилия 01,0 кГс, устройство обеспечивает измерение температуры в диапазоне от-50 до 150 С, с диапазоном шкалы,равным, например, 10 ОС. Изменениедиапазона шкалы обеспечивается перемещением опоры 34 вдоль рычага 31.При изменении температуры окружающей среды, например увеличении,задающий сильфон 5 с пружиной б измерительной термосистемы и задающийсильфон 13 с пружиной 14 компенсационной термосистемысжимаются, вызывая увеличение давления термометрической жидкости в обеих термосистемах, что, в свою очередь, увеличиваетрабочие усилия, развиваемые сильфонами 4 и 12 на плечах рычага 30,При уменьшении окружающей температуры происходит обратный процесс:объем термометрической жидкости внутри блоков 3 и 11 уменьшается, сильфон 5 с пружиной б и сильфон 13 спружиной 14 растягиваются, реакцияэтих сильфонов и пружин на термометФрическую жидкость уменьшается, соответственно уменьшается давлениетермометрической жидкости в обеихтермосистемах и уменьшаются рабочиеусилия, развиваемые сильфонами 4 и12 на плечах рычага 30.5Полная температурная компенсациятермометра, а следовательно, и высокая точность измерений, обеспечивается равенством крутящих моментов,развиваемых йа рычаге 30 рабочими 10сильфонами 4 и 12 измерительной Икомпенсационной термосистем. Это ра.венство должно сохраняться при любыхзначениях температурыокружающейсреды. , 15Так как конструктивные параметрыизмерительной и компенсационной термосистем (эффективные площади ижесткости рабочих и задающих сильфонов, жесткости пружин, объемы тер Омометрической жидкости и плечи 0 и8 к) практически никогда не бываютодинаковыми (по ГОСТ 21482-76 эффективные площади сильфонов одного типоразмера могут отличаться на +5,а жесткости сильфонов - на +25-:+40%),то необходима такая настройка термометра, которая при любых значенияхукаэанных, параметров обеспечиваетего точную и стабильную работу,Требуемую настройку обеспечивают специальные конструктивные элементытермометра,Настройка производится следующимобразом. Определяют величину и знакпогрешности термометра приизменении З 5температуры окружающего воздуха от+20 до +50 ОС и до -50 С. Если погрешность термометра превышает допустимый предел, а знак погрешности,плюс (т.е. при повьыении температуры выходной сигнал увеличивается), то это означает, что крутящиймомент, развиваемый давлением термометрической жидкости измерительнойтермосистемы, на одном плече рычага30 больше крутящего момента, развиваемого давлением термометрическойжидкости компенсационной термосистемы на другом плече. Следовательно,необходимо увеличить давление, раз-:вивающееся в компенсационной термосистеме при повышении температурыокружающего воздуха, т.е. необходимоувеличить объем термометрическойжидкости в рабочей части, компенсационной термосистемы. цля этого фиксируют значение выходного сигнала. Во вйутреннюю.полость сильфона 25 микродозатора 24 от любого источника давления подают давление сжатого газа Р с, . Открывают запорный клапан 27 и, изменяя давление в сильфоне 25, устанавливают в компенсационной термосистеме давление термометрической жидкости, при котором выходной сигнал термометра превышает зафиксированное перед регулированием значение на величину установленной погрешности. Перекрывают кран и при установившемся давлении Р ц в сильфоне 25 вращением гаек 22 йеремещают опорный фланец,20 сильфона 18 вниз. При этом увеличится объем сильфона 18 и термометрическая жидкость из полости микродозатора 24 перетекает в полость сильфона 18. Перемещение фланца 20 вниз прекращают при достижении выходным сигналов термометра начального (зафиксированного) значения. Эакрывают клапанмикродозатора (вращением винта 28) . Повторно проверяют погрешность термометра от изменения окружающей температуры и, при необходимости, повторяют приведенные операции по коррекции этой погрешности до допустимого пределаЕсли знак погрешности минус, то объем жидкости в сильфоне 18 уменьшают путем задания в сильфоне 25 давления, прн котором выходной сигнал термометра меньше начального (зафиксированного) значения на величину установленной погрешности, и перемещением фланца 20 вверх до тех пор, пока давление жидкости в компенсационной термосистеме не обеспечит увеличение выходного сигнала до начального (зафиксированного) значения. Таким образом, наличие в предлагаемом термометре регулировочного сильфона 18 с его узлом регулирования деформации (деталей 20, 21 и 22) и микродозатора жидкости (деталей 24 - 28) обеспечивает воэможность точной настройки термометра и высокую точность измерений.ФПредложенное устройство испытано на опытных образцах с диапазоном шкалы 10 ОС в общем диапазоне температур от -50 до +150 ОС, При этом изменение температуры окружающего воздуха в пределах от -50 до +50 С вызывает погрешность не более +0,1 С на 10 ОС изменения температуры.дписнСССР 5 илиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул; Проектная, 4 Заказ 7920/47 Тираж ВНИИПИ Госуда по делам и 113035, Москва, Ж3 П твенного комитета бретений и открыт 5, Раушская наб.,