Устройство для измерения температуры

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН И 9) (11) Э(50 С 01 К 7/12 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСНО ИДЕТЕЛЬСТВУ(21) 3559 (22) 28.0 (46) 23. 1 (72) Е. И. Ш Н.А,Дорош (71) Льво техническ комсомола (53) 536; 07/24-10 .83 84.Бюл, моргун, и Н.И,Гр ский ордий инстит 4711(1 фы 21 111 ы 1,111=0 г +ой А. Яцока Ле ук и+г.(,иИ,)е ина полиЛенинского т им 3(088.8)ел ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ(54)(57) 1,УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее термоэлектрический преобразователь, четырехплечий электрический мост с двумяидентичными термочувствительными резисторами с линейной зависимостьюсопротивления от температуры, включенными в противоположные плечи моста, и двумя термонезависимыми резисторами, регистратор, включенный последовательно с термоэлектрическимпреобразователем в одну из диагоналей моста, и генератор постоянноготока, включенный в другую диагональ. моста, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности измерений путем уменьшения погрешности компенсации влияния изменения температуры холодного спая термоэлектри-, ческого преобразователя, сопротивление одного из термонеэависимых ре. зисторов в и раэ больше, а другого - в и раз меньше сопротивления термочувствительных резисторов при температуре 0 С, при этом величину и опреоделяют иэ уравнения где Ю - температурный коэффициент сопротивления термочувствительных резисторов; й и й - значения температур холодног ного спая термоэлектрического преобразователя в пределах диапазона ее изменения 0 С . О 11 и 1 г- значения ЭДС термоэлектрического преобразователя стандартной градуировки при температурах й 1 и Сг соответственно.Я2.Устройство по п.1,о т л и ч а ю- " щ е е с. я тем, что, с целью упроще", ния подстройки моста под индивидуаль" ную градуировочную характеристику термоэлектрического преобразователя, один из термонезависимых резисторов выполнен, переменным, а генератор постоянного тока выполнен на операционном усилителе с источником опорного напряжения, при этом выход усилителя подключен к одной иэ вершин второй диагонали моста, а его инвертирующий вход соединен с другой вершиной той е же диагонали ичерез дополнительныйпеременный резистор с одной иэ шин источника опорного напряжения, вторая шина которого соединена с неинвертирующим входом операционного усили748 достигается тем, измерения тем- термоэлектричесчетырехплечийдвумя идентичными 1 11 ЗОИзобретение относится к приборо-строению, а именно.к устройствам дляизмерения температуры с помощьютермоэлектрических преобразователейс компенсацией влияния изменения температуры их холодного спая.Известно устройство для измерениятемпературы содержащее термоэлектрический преобразователь электрическиймост с одним термочувствительным и 1 Отремя термонезависимыми резисторамивключенными в его четыре плеча, регистратор и источник постоянного напряжения 11,Недостатками этогоустройстваявляются невысокая точность компенсации влияния изменения температурыхолодного спая термоэлектрическогопреобразователя и сложность подстройки под индивидуальную градуировочную 20характеристику термоэлектрическогопреобразователя.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является устройство для измерения температуры 25содержащее термоэлектрический преобразователь четырехплечий электричесРкий мост с двумя идентичными термочувствительными резисторами с линейной зависимостью сопротивления оттемпературы, включенными в противоположные плечи моста, и двумя термонезависимыми резисторами,-регистратор,включенный последовательно с термоэлектрическим преобразователем в однуиз диагоналей моста, и генераторпостоянного тока, включенный в другуюдиагональ. моста 21 .Недостатком известного устройстваявляется малая точность компенсациивлияния изменения температуры холодного спая термоэлектрических преобразователей с вогнутой градуировочнойхарактеристикой, например ХК 68 ппбВи других, так как выходное напряжениетакого моста является линейной функцией температуры.Цель изобретения - повышение точности измерений температуры путемуменьшения погрешности компенсации50влияния изменения температуры холодного спая термоэлектрического преобразователя,Поставленная цель что в устройстве для пературы, содержащеМ кий преобразователь, электрический мост с термочувствительными резисторами слинейной зависимостью сопротивленияот температуры, включенными в противоположные плечи моста, и двумя термонезависимыми резисторами, регистратор, включенный последовательно стермоэлектрическим преобразователемв одну из диагоналей моста, и генератор постоянного тока, включенный вдругую диагональ моста, сопротивлениеодного из термонезависимых резисторовв и раз больше, а другого - в и разменьше сопротивления термочувствйтель"ных резисторов при температуре О С,при этом величину и определяют изуравнения 1 Л М 1 ми 42 и 11 фой,)+1:О22 1 г 2 М 11 1+ОЙР, +, 2 оС+Е, , 2+Д,где М - температурный коэффициентсопротивления термочувствительных резисторов;Й 1 и С 2- значения температур холодного спая : термоэлектрического преобразователя в пределахдиапазона ее изменения, С;еи езначения ЗДС термоэлектрического преобразователя стандартной градуировки при температурах 1 и С соответственно.Для упрощения подстройки моста под индивидуальную градуировочную характеристику термоэлектрического преобразователя один из термонезависимых резисторов может быть выполнен переменным, а генератор постоянного тока - регулируемым на операционном усилителе с источником опорного напряжения, при этом, выход усилителя подключается к однойиз вершин второй диагонали мос,:та, а его инвертирующий вход соединяется с другой вершинойтой же диагонали и через дополнительный переменный резистор с одной из шин источника опорного напряжения, вторая шина которого соединяется с неинвертирующим входом операционного усилителя.На чертеже приведена схема предложенного устройства.Устройство содержит термоэлектрический преобразователь 1, четырехплечий электрический мост, образованный, термочувствительными, резисторами 2 и 3, изготовленными из материала с линейной зависимостью сопротивления от(1 ссМ -2 (1+с 1 п -При равенстве величины ЭДС термож- электрического преобразователяинапряжения О при двух разных значениях температуры холодного спаяО термоэлектрического преобразователяв середине и в конце диапазона ееизменения (С и С ) получаем 3температуры, например из меди, и включенными в два противоположных пл ча моста, и термонезависимыми резисторами 4 и 5 из материала с очень малым температурным коэффициентом сопротивления, например иэ манганина включенными в два других противополо ных плеча моста, регистратор 6, вклю ченный последовательно с термоэлектрическим преобразователем 1 в одну из диагоналей моста, генератор 7 постоянного тока, выполненный на операционном усилителе 8 с источником 9 опорного напряжения и переменным резистором 10 и включенный в другую диагональ моста.Компенсирующее напряжение 1 ,снимаемой с выходной диагонали моста и суммирующееся с ЭДС термоэлектрического преобразователя 1, зависит от величинытокагенератора 7 и сопротивлений резисторов 2-5 5 2( ф 2)г оо61 К 121 Вгде Й и В - сопротивления термогчувствительных резисторов 2 и 3;1 и я сопротивления терМОне ЗОзависимых резисторов4 и 5.Если термочувствительные резисторы 2 и 3 изготовлены из одного и того же материала с линейной зависимостью сопротивления от температу-.35 ры С, тоВ = В = Р(1 +оьС) (3) где К - сойротивление резисторово О2 и 3 при температуре 0 С;40Ж - температурный коэффициентсопротивления.С учетом выражения (3) уравнение (2) приводится к виду 1. .ММВ, 2 сС 1 Д -1 сопротивление одного из те 15 моне- зависимых резисторов 4 и 5 в и раз больше, а другого - в и раз меньше такого значения сопротивления термочувствительных резисторов 2 и 3,опри котором мост уравновешен, Так как ЭДС термоэлектрических преобразователей всех стандартных градуиро вок равна нулю при 0 С то мост балансируется для данной температуры. При этом Й = Пйо, Вг= Й /П.С учео (1 ф 4.Ц -11, "го 211 оИфС)+ 1 "г .( =1 где е и е - значения ЭДС термоэлектрического преобразователя 1 стандартной градуировки при температурах С и СРешив систему уравнений (6) и (7) относительно 3 и и, можно определить требуемую величину тока Зо питания моста и номиналы термонезависимых резисторов 4 и 5. При этом величина и определяется из уравнения (1) а величина 3 о ,с учетом полученного ,значения и, находится из уравнения Таким образом, в предложенном устройстве достигается точное равенство компенсирующего напряжения Ок и ЭДС термоэлектрического преобразователя при трех разных значениях температуры, что и позволяет практически полностью воспроизвести градуировочную характеристику термоэлектрического преобразователя в области изменения температуры,его холодного спая. Необходимое изменение величины тока 1 легко осуществляется изменением сопротивления переменного резистора 1 О. Выполнение по крайней мере одного из термонезависимых резисторов 4 и 5 переменным позволяет корректировать погрешность от технологического разброса параметров элементов моста и самого термоэлектрического преобразователя 1.5 130748 6Предлагаемое устройство техноло- компенсации вдияния изменения темпегично в изготовлении и по сравнению ратуры холодных спаев термоэлектрис известным;.существенно повышает точ- ческих преобразователей в 20 раздля ность измерения температуры путем термоэлектрического преобразователя значительного уменьшения погрешностиградуировки ПП и в 10 раз для ХА. Составитель В.ГолубевТехред А.Бабинец Корректор О,Луговая Редактор енк Заказ 9600 сное ал ППП "Патент",г,ужгород ул.Проектная,4 9 . Тираж 822ВНИИПИ Государственногпо делам изобретений113035,Москва ЖРауш Подпикомитета СССРоткрытийкая наб.,д.4/