Устройство для измерения температуры

СОЮЗ СОВЕТСКИХССОЕЛЮМепжипРЕСПУБЛИК 7/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ф Ь "Ф гГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(72) Ю.В. Вишневский и В,А, Пешков (71) Опытный завод средств автоматизации и приборов "Мосэнерго"(56) 1. Авторское свидетельство СССР 11 972260, кл. 6 01 К 7/02, 1980.2. Авторское свйдетельство СССР 11 991188, кл, 5, 10 К 7/16, 1980.3. Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. Л., "Энергия", 1980, с. 120, рис, 5.10, б (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМ" ПЕРАТУРЫ, содержащее преобразователь температуры в напряжение, первый вывод которого непосредственно, а второй через резистор соединены с первым и вторым входами измерительного усилителя, выход которого подключен к инди. катору, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности измерения в него введены коммутатор,пороговых блоков и и управляемых источников тока, входы которых соединены с выходами пороговых блоков, а выходы подключены к второму выводу преобразователя температуры в напрякение и второму входу измерительного усилителя, соединенному с общей шиной устройства, при этом выход измерительного усилителя соединен через коммутатор с входами я пороговых блоков.11201Изобретение относится к температурнымизмерениям, а име,нно к устройствам пля измерения температуры скоррекцией нелинейной характеристикитермопреобразователя и может быть использовано в различных отраслях промышленности, где требуется измерениетемпературы с высокой точностью,Известно устройство для измерениятемпературы, содержащее термоэлектрический преобразователь, подключенныйк первому входу сумматора, выход которого подключен через усилитель крегистратору, автоматический компенсатор, вход которого соединен с выходом усилителя, а выход связан с формирователем корректирующего напряжения, выполненными в виде реохордов систочниками питания и подключеннымик входам сумматора. Я устройстве кор рекция нелинейности термопреобразователя достигается путем подачи навход усилителя корректирующего напряженияНедостатками устройства .являются25низкие быстродействие и надежностьустройства ввиду наличия механическихузлов.Известно устройство для измерениятемпературы, содержащее термопреобразователь сопротивления, подключенныйтоковыми выводами к регулируемомуисточнику тока, а потенциальными выводами - к входу усилителя, выход которого через сумматор подключен к уп,равляющему входу регулируемого источ З 5ника тока. В устройстве линеариэацияхарактеристики термопреобразователяосуществляется путем изменения вели- .чины питающего тока Г 2 3.Однако такой метод линеаризации 40может быть применен только при работес термопреобразователями сопротивления.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является 45устройство для измерения температуры,содержащее преобразователь температуФы в напряжение, первый вывод которого непосредственно, а второй черезрезистор соединены с первым и вторым 50входами измерительного усилителя,выход которого подключен к,индикатору.В этом устройстве линеаризация характеристики термопреобразователя достигается путем введения положитель.ной обратной связи ГЗ 3.Недостатком устройства являетсянизкая точность измерения температу 79 1ры, так з,зк воллан коррекция нелинг.йности хя .актеристики термопреобразователя возможна только в определенном узком диапазоне измеряемых температур.Кроме того, устройство не позволяет осушестнить лннеаризацию характеристик термопреобраэователя с различными видами нелинейности.Цель изобретения - повышение точности измерения температуры, а также сокращение трудоемкости в настройке.Поставленная цель .достигается тем, что в устройство для измерения температуры, содержащее преобразователь температуры в напряжение, первый вывод которого непосредственно, а второй через резистор соединены с первым и вторым входами измерительного усилителя, выход которого подключен к индикатору,введены коммутатор, о пороговых блоков и и управляемых источ" ников тока, входы которых соединены с выходами пороговых блоков, а выходы подключены к второму выводу преобразователя температуры в напряжение и второму входу измерительного усилителя, соединеннрму. с общей шиной устройства, при этом выход иэ" мерительного усилителя соединен через коммутатор с входами и пороговых блоков.На Лиг. 1 приведена блок-схема устройстваф на фиг. 2 - графики, поясняющие его работу.Устройство содержит преобразователь 1 температуры в напряжение, в качестве которого может быть использован любой преобразователь температуры в напряжение постоянного тока, например, термоэлектрический преббразователь или термопреобразователь сопротивления, подключенный къисточнику стабильного тока, резистор 2, являющийся резистором обратной связи, измерительный усилитель 3, индикатор 4, коммутатор 5. ь пороговых блоков 6.16.п, и управляемых источников тока 7.1. 7.ь. В качестве измерительного усилителя в принципе моает быть использован любой усилитель с требуемым коэффициентом усиления.Например он моает быть выполнен на основе операционного усилителя 8 с резисторами 9-11 в цепях обратных связей.3 1120На Фиг. 2 кривая 12 описывает зависимость выходного сигнала устрой-, ства без коррекции нелинейности, а кривая 13 - с коррекцией нелинейности. 5Устройство работает следующим образом.Весь диапазон измеряемых температур, в зависимости от вида характеристики термопреобразователя 1 и требу емой точности измерения, разбивается на в участков.(на Лиг. 2 показано 3 таких участка).В соответствии с выбранным числом участков к входу коммутатора 5 под ключает п пороговых блоков 6 (остальные блоки, в случае тЬ используются в качестве контрольных или резервных).Каждый пороговый блок 6 настраи О вается на срабатывание при определенном значении напряжения П , П., и Оз соответственно.Выходной сигнал от преобразователя 1 поступает на вход измеритель ного усилителя 3, При увеличении температуры выходной сигнал усилителя 3 увеличивается и при достижении выходным сигналом усилителя 3 значения П происходит срабатывание пер- ЗО ного порогового блока 6,1. 179 4При этом через резистор 2 обратной связи начинает течь дополнительный ток с выхода первого управляемого источника 7.1 тока, величина которого меняется в зависимости от выходного сигнала усилителя 3. При этом крутизна характеристики управляемого .источника 7. 1 тока выбирается такой, чтобы выходной сигнал устройства линейным образом зависел от измеряемой температуры.При увеличении температуры выходной сигнал усилителя 3 достигает значения равного 0 , при котором срабатывает второй пороговый блок 62 и через резистор 2 начинает течь ток с выхода второго управляемого источника 7.2 тока.При этом крутизна регулируемой характеристики источника управляемого тока выбирается таким образом, чтобы сигнал по третьему участку линейным образом зависел от температуры.Устройство позволяет путем соответствующего подбора элементов в цепй коррекции линейности термопреобра. зователя обеспечить лннеаризацию характеристик любых видов термопреобразователей с высокой степенью точности и тем самым повысить точность измерения температуры."Патент", г. Ужгород", ул. Проектная, 4 Филиал 9 Тирах 822 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 3035, Москва, %-35, Раушс