Устройство для измерения температуры

ОП ИСАЙИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 666444 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЛЬСТВУ б) Дополнительное к авт. свил.еу г.77(2) 24 аявки-Ь 01 К 15/00 ретееннмЯ немететсссРалаи забретееЯи етнеитнй Опубликовано 05,06,79,бюллетень2 Дата опубликования описания 08.06.7 ее) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ рку термометд и овочной ха эффе пол тер Изобретение относится к температурным измерениям, а именно.к устройствам для измерения температуры с коррекцией градуировочной характеристики.Известно устройство для измерения температуры 1, содержащее термоэлектрический термометр и корректирующее устройство, подключенные к входам сумматора, выход которого соединен с из- мерительным прибором. В этом устройстве периодическая компенсация временного дрейфа градуировочной характеристики термоэлектрического термометра осуществляется по результатам поверки.Однако известное устройство отличает ся недостаточной точностью коррекции, кроме того, требует демонтажа термометра и дополнительной аппаратуры при поверке.Известно устройство, содержащее термоэлектрический термометр, измерительный прибор, калибратор с реперным материалом, источник питания нагревателя калибратора 12. Это устройство,позволяет провести провера, определить дрейф гра у РрактеристикиНаиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемомукту является устройство для измерения температуры, содержащее термоэлектрический термометр, снабженныйкалибратором, соединенный с блоком уп:равления, измерительный прибор, суммате тор, первый вход которого соединен сблоком коррекции аддитивной составляющей погрешности, а выход соединен через коммутатор с измерительным прибо;ром и первым входом блока сравнения, т источник эталонного напряжения 3.Это устройство обеспечивает не только поверку первичного преобразователяна месте эксплуатации, но и автоматическую коррекцию погрешности, что уве 20личивает точность измерения.Но такое устройство не позволяетностью скомпенсировать погрешностьмоэлектрического термометра в широ666414 3ком диапазоне измерений, а только при одном значении температуры - в точке фазового перехода материала калибрато ра. По мере удаления от этой точки погрешности измерения будет возрастать, а в случае изменения знака погрешности термоэлектрического термометра погреш ность измерения может оказаться даже большей, чем до введения коррекции.Цель изобретения - повьпцение точ О ности измерения в широком диапазоне температур.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения температуры введены блок коррекции мультипли кативной составляющей погрешности, второй сумматор, входы которого соединены с блоком коррекции мультипликативной составляющей и термоэлектрическим термометром а выход соединен со вторым 20 входом первого сумматора, второй источник эталонного напряжения, второй комму-, татор, входы которого соединены с источниками эталонного напряжения, а выходсо вторым входом блока сравнения, причем выход блока сравнения соединен с третьим коммутатором, выходы которого соединены с блоками коррекции, а выходы блока управления соединены с управляющими входами коммутаторов и управляющим входом блока коррекции мультипликатной составляющей погрешности.На фиг 1 приведена структурная схема устройства; на фиг, 2 - графики, поясняющие работу устройства.35Кривая А изображает зависимость погрешности термоэлектрического термометра от температуры, прямая В - зависимость корректирующей ЭДС от температуры.40 Устройство содержит снабженный калибратором термоэлектрический термометр 1, сумматор 2, блок 3 коррекции мультипликативной составляющей погреш ности термометра , блок 4 управления, коммутаторы 5, 6, 7, блок 8 коррекции аддитивной составляющей погрешности термометра, сумматор 9, измерительный прибор 10, блок сравнения 11, источники 12, 1 3 эталонного напряжения.Устройство работает следующим образом.Перед измерениями производится калибровка установленного на объект термоэлектрического термометра. Объект переводится в режим постоянного нагрева, блок управления включается на работу в режиме калибрования. Выходной сигнал термометра 1 через сумматоры 2 и 9 поступает на измерительный прибор 10, при этом выходные сигналы блоков 3 и 8 коррекции равны нулю. В момент фазового перехода реперно го материала при температуре Ф, выходной сигнал термометра 1 становится по стоянным, и блок 4 управления выдает команду в коммутатор 5 на переключение выходного сигнала сумматора 9 с входа измерительного прибора 10 на вход блока 11 сравнения, Выходной сигнал сумматора 9 сравнивается со стандартной ЭДС, соответствующей температуре , которая поступает с источника 1 2 через коммутатор 7. Выходной сигнал блока 11 сравнения через. коммутатор 6 поступает на вход управления блока 8 коррекции аддитивной составляющей погрешности, выходной сигнал которого начинает изменяться до тех пор, пока разница между выходными сигналами сумматора 9 и источника 12 стандартного сигнала не станет. меньше порога срабатывания блока 11 сравнения, После окончания процесса фазового перехода реперного материала калибратора блок управления 4 отключает выходы сумматора 9 и источник 12 от входов блока 11 сравнения. При этомпогрешность термоэлектрического термометра 1 в начале диапазона измерения, являющаяся аддитивной составляющей пог решности, скорректирована. По достиже нии температуры фазового перехода второго реперного материала при температуре 1(в конце диапазона измерения) по команде блока 4 управления к сравнивающим входам блока 11 сравнения подключаются выходы сумматора 9 и источника 13, выходной сигнал которого соответствует стандартному значению ЭДС при температуре . Выходной сигнал блока 11 через коммутатор 6 поступает на управляющий вход блока 3 коррекции мультипликативной составляющей погрешности термометра. Выходной сигнал этого блока пропорционален измеряемой температуре, что обеспечивается наличием связи между блоком управления и одним из управляющих вхо дов блока коррекции мультипликативной составляющей. Эта зависимость является линейной. Под действием выходного сигнала блока 11 сравнения в момент калибрования при температуре Ф устанавливается угловой коэффициент этой пропорциональности. До момента калибвого перехода реперного материала калибратора при температуре 1,Схема блока 4 управления должна содержать дифференциатор для фиксации моментов фазовых переходов материалов калибратора, при которых производная от выходного сигнала термометра равна нулю, а также устройство для формирования сигнала управления приводом блоего реохордов пропорционально температуре,Предлагаемое устройство обеспечивает автоматическую коррекцию временнотермоэлектрического термометра,Так как фаза выходных сигналов блоков коррекции может независимо меняться, устройство обеспечивает компенсацию о временного дрейфа и первоначального разброса градуировочных характеристик термоэлектрических термометров при любомзаконе изменения погрешности, в том рения,При эксплуатации устройства практически отпадает необходимость в предварительной и периодической поверке термоэлектрических термометров, так как компенсация погрешности происходит во всем диапазоне измерения, Это упрощает и удешевляет метрологическое обеспечение формула изобретения Устройство для измерения температуры, содержащее термоэлектрический термометр, снабженный калибратором, соединенный с блоком управления, измерительный прибор, сумматор, первый вход которого соединен с блоком коррекции аддитивной, составляющей погрешности, а выход соединен через коммутатор с измерительным прибором и первым входом блока сравнения, источник эталонного напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены блок коррекции мультипликативной составляющей погрешности, второй сумматор, входы которого соединены с блоком коррекции мультипликативной составляющей и термо электрическим термометром, а выход соединен со вторым входом первого сум 5 )6 4 4 г6ровання этот коэффициент был равеннулю, и выходной сигнал блока 3 отсутствовал.В режиме "Измерение на вход измерительного прибора 10 вместе с ЭДСтермометра поступает корректирующаяЭДС с блоков 3, 8 коррекции, изменяющаяся с температурой и почти полностьюкомпенсирующая погрешность термометра в широком диапазоне температур. .1 О ка 3 для перемещения движка одного иэ Нескомпенсированной остается толькосоставляющая погрешности, связаннаяс несовпадением формы кривой погрешности (кривая А ) с зависимостью изменения корректирующей ЭдС от темпера- го дрейфа градуировочной характеристики туры (прямая В ), однако она незначительна.Калибратор, встроенный в защитныйчехол термометра 1, представляет собой два небольших объема чистого металла в графитовой оболочке, имеющейхороший тепловой контакт с горячимспаем термометра.Блок 8 коррекции аддитивной состав- числе и при смене знака погрешности5 наляющей погрешности может быть выпол- на различных участках диапазона изменен, например, на основе моста, питаемого от истрчника опорного напряжения.В одно из плеч моста включен калиброванный реохорд с управляемым приводом. Входом блока 8 коррекции является обмотка управления привода реохорда, авыходом - напряжение разбаланса моста.Блок 3 коррекции мультипликативнойсоставляющей погрешности может быть производства, а также позволяет расши 35выполнен на основе моста, источника . рить сферу применения устройства.опорного напряжения и двух реохордов снезависимыми управляющими приводами.Один реохорд включен в цепь питаниямоста, второй - в одно из его плеч. Уп 4 Рравляющий входами блока 3 являютсявходы обмоток управления приводов, авыходом блока служит. напряжение разбаланса моста. Движок реохорда, включенного в цепь питания моста должен45перемещаться пропорционально температуре, а на управляющую обмотку привода второго реохорда поступает выходнойсигнал блока 11 сравнения в момент калибрования при температуре 1. До момента калибрования при температуре ймост находится в равновесии и его выходное напряжение равно нулю, хотя напряжение его питания растет с температурой. В момент калибрования напряжениераэбаланса моста увеличивается до техпор, пока выходной сигнал сумматора 9не сравняется со стандартным значениемЭДС, соответствующим температуре фаэо7666444матора, второй источник эталонного на-Источники информации, принятые вопряжения, второй коммутатор, входы ко- внимание при экспертизеторого соединены с источниками эталон. Саченко Л. А., Кочан В. А. Повыного, напряжения, а выход - со вторым щенке точности измерения температурывходом блока сравнения, причем выходс помощью термоэлектрических термометблока сравнения соединен с третьим ров."Измерительная техника," Мо 9, 1974,коммутатором, выходы которого соедине- с. 51.ны с блоками коррекции, а выходы блока 2, Авторское свидетельство СССРуправления соединены с управляющими М 339806, кл. (Ь 01 К 7/02, 1970,входами коммутаторов и управляющим 10 3. Авторское свидетельство СССРвходом блока коррекции мультипликатив- % 569876, кл. (д 01 К 7/02,ной составляющей погрешности. .б 01 К 15/00, 1976.аз 3151/3 Тираж 765 Подпвенного комитета СССРтений и открытий .Раушская наб., д. 4/5 ЦНИИПИ Государс по делам изобре3035, Москва, Жилиал ППП Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 Составитель В, КуликовРедактор С. Головенко ТехрвдЗ. Фанта Корректор А. Гриценко