Устройство для измерения отношенияразностей температур

Союз Советски кСоциалнстмческннРеслублмк О П И С А Н И Е (и)808875ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5 . Кл. й 01 К 7/16 Ьвударстнвнай квмнтет СССР ав динм юе 4 ронннйв нтннмтнйДата опубликования описания 03,03.81(7) Заявнтел 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ РАЗНОСТЕЙ ТЕМПЕРАТУРатуря точ эобретение относится к темперизмерениям и предназначено длизмерения отношения разностей мносператур.Известно устройство для измерения отношения разностей температур, содержащее четыре трансформатора тока, первичные обмотки которых подключены к источнику питания, ко вторичным обмоткам трансформаторов тока подключены термометры сопротивления, потенциальные выводы которых соединены между собой последовательно и через два нуль-индикатора подсоединены к цепи компенсации, содержащей два компенсационных реохарда и вспомогательные резисторы (,11,Недостатки устройства - низкая точность измерения, вызванная,погрешйостями трансформаторов тока, нуль-индикаторов, низкая надежность иэ-за наличия двух реохордов с подвижными контактами,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения температуры, котсрое может быть использовано дпя измеренияотношения разностей температур, содержащее последовательно соединенные и одключенные к стабилизатору гока дв термометра сопротивления, потенциальные ф выводы которых через четыре ключа и дврезистора соединены со входом усилителяпеременного тока, выход которого соединен с последовательно включенными демодулятором, усилителем и резистором 1 Онагрузки, генератор, выход которого соединен с управляющими входами ключей и демодулятором (.21.Недостатком устройства является низкая точность измерения отношения разностей температур, так как при этом требуется проводить измерения температурыв четырех точках, а затем производитьматематические вычисления.Цель изобретения - повышение точ измерения.Поставленная цель достигается тем о в "устройство дополнительно введдва последовательно соединенных тмометра сопротивления включенных между резистором нагрузки и земляной шиной устройства, четыре ключа и два резистора, причем потенциальные выводы дополнительных термометров через дополнительные ключи и резисторы соединены со входом усилителя пэременного тока, а управляющие входы дополнительных ключей соединены с выходом генератора.На чертеже представлена блок-схемаустройства для измерения отношения разностей температур,Устройство содержит термометры 1 и2 сопротивления, дополнительные термометры 3 и 4 сопротивления, стабилизатор 5 тока, ключи 6 - 9, дополнительныеключи 10 - 13, генератор 14 прямоугольных импульсов, резисторы 15 и 16сумматора, дополнительные резисторы 17и 18, усилитель 19 переменного тока,демодулятор 20, усилитель 21 постоянного тока, резистор 22 нагрузки.,Последовательно соединенные термометры 1 и 2 сопротивления подключены кстабилизатору 5 тока, а цепочка из дополнительных последовательно соединенныхтермометров 3 и 4 включена между резистором нагрузки и земляной шиной уст-ройства. Потенциальные выводы термометров 1 и 2 соединены со входами ключей6-9, а потенциальные выводы термометров 3 и 4 подключены ко входам допол. -нительных включей 10-13, Выходы попарно соединенных Ключей 6 и 7, 8 и 9 г10 и 11, 12 и 13 подключены к резисторам 15-18 сумматора, общая точкасоединения которых через усилитель 19,демодулятор 20 и усилитель 21 постоянного тока подключены к резистору 22 нагрузки, последовательно с которым включены термометры 3 и 4.Один выход генератора 14 подключенк входам управления ключей 6 9,11 и 12,а другой выход генератора соединен совходами управления четырех ключей 7, 8,10 и 13. Третий выход генератора подключен ко входу управления демодулятора 20,Устройство работает следующим образом.Через термометры 1 и 2 протекаетток 1 О стабилизатора 5 и создает наних падение напряжения соответственноЦ и Ог, Напряжение с потенциальныхзажимов термометров 1 и 2 поступаетна входы ключей 6-9. При этом на входключа 6 подается напряжение 06ключа 7 - О, ключа 8 - 0, ключа 9 -Од . Через термометры 3 и 4 протекает вькодной ток устройства 1, На входыключей 10-13 с потенциальных зажимовтермометров 3 и 4 подаются соответственно напряжения 0,0- ОоВ первый полупериод управляющего напряжения генератора 14 замыкаются ключи 6, 9, 11 и 12 на выходе сумматора,образованного резисторами 15-18, В точке соединения этих резисторов при усло вии равенства величин сопротивлений резисторов 15-18 образуется прямоугольный импульс напряжения, амплитуда которого равна:15Об ф ОЯ Ф 011 + О дВо второй полупериод вкачаются ключи 7,8,10 и 13, а ключи 6,92 ф и 12 горазмыкаются. Амплитуда импульса выходного напряжения в этом случае равна:ОГ+ Ой + О 1 О + 015мг25 Переменная составляющая выходногонапряжения сумматора, поступающая на вход усилителя 19 будет равна разности амплитуд прямоугольных импульсов, т.е.где Р 1, Р РЗ, Р 4 . соответственно величины сопротивле ний термометров123 и 4.Переменное напряжение ьО усиливается усилителем 19, преобразуется в постоянное напряжение в демодуляторе 20 40 и затем усиливается усилютелем 21. Выходной ток 1 усилителя 21, который является выходным параметром устройства,протекает по резистору нагрузки 22 итермометрам 3 и 4.Статическая система, состоящая иэусилителей 19 и 21 и демодулятора 20,с точностью до ошибки статизма устанавливает выходной ток Х такой величины,чтобы бц на выходе усилителя 19 было 50 равно нулю В этом случае выходной ток1 равен величинеОф Г 1-тъф - 10 - 1 0значении измеряемой температурьп К -температурный коэффициент сопротивления термометров, Т - измеряемая температура 1 термометра ( (=1,2,3,4),Из выражения (4) видно, что выходнойток устройства 1 пропорционален отношению разностей измеряемых температур ине зависит от сопротивления линий связи.В установившемся режиме ьО на выходе усилителя 19 близко к нулю, а выходной ток (или ток обратной связи) создаегна термометрах 3 и 4 падения напряжения так, чтобы выполнялось условие (4),При резком изменении отношения разности температур на входе усилителя 19появляется сигнал разбаланса ь О, который, усиливаясь, вызывает соответствующее изменение тока обратной связи 1,.и устройство вновь приходит в установившееся состояние,Выходное напряжение устройства срезистора 22 нагрузки подается на входрегистратора.Погрешность устройства определяетсясоотношением величин сопротивлений 1518 сумматора и термометров и уменьшается с его увеличением. Точность работыустройства определяется точностью резисторов 15-18.Применение предлагаемого устройстваобеспечивает высокую точность измерения.отношения разностей температур благодаря применению компенсационного метода измерения; строго линейную зависимость выходного тока от отношения разностей температур, отсутствие влиянияизменения сопротивления линии связи наточность измерения; отсутствие влияниядрейфа напряжения усилителей на точностьизмеренияПредлагаемое устройство может бытьиспользовано для работы с различнымидатчиками сопротивления неэлектрическихвеличин, а также для точного измерения:приращения сопротивления, например Й., тивления, включенных между резистором36 нагрузки и земляной шиной устройства,5 20 2%(для этого необходимо, чтобы Я, Й иЙ 4 не изменяли своих значений в процессе измерения); величины обратно пропорциональной приращению сопротивления,например Й, при постоянных значенияхвеличин сопротивлений Й Й , К; отношений сопротивлений, например й / Рз,при Й, =О, йод=0. формула изобретения Устройство для .измерения отношенияразностей температур, содержащее последовательно соединенные и подключенныек стабилизатору тока два термометра сопротивлений, потенциальные выводы которых через четыре ключа и два резисторасоединены со входом усилителя переменного гока, выход которого соединен споследовательно влюченными демодулятором, усилителем и резистором нагрузки,генератор, выход которого соединен с управляющими входами ключей и демодулятором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,сцелью повьндения точности измерения, в него дополнительно введены два последовательно соединенных термометра сопрочетыре ключа н два резистора, причем потенциальные выводы дополнительных термометров через дополнительные ключи и резисторы соединены со входом усилителя переменного тока, а управляющие входы дополнпгельных ключей соединены с выходом генератора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССРХф 402761, кл. 5 01 К 7/16, 12,07,71,2. Авторское свидетельство СССРпо заявке % 253551.1/18-10,кл, О 01 К 7/10, 21.10,77 (прототип).8 МЮ Составитель В. Голач ТекРед А.савкаТираж ОфВсударственного комитетаизобретений и открытвйсква, Ж 38, Раушская на дактор Коррект Стен Заказ 397/43ВНИИПИ Гопо делам113038, Мо ПодписСССР д. 4/8 клиал ППП Патент, г, Ущгаре, е. Йреееивае