Устройство для измерения температуры

етень М 40 (53 У Опубликовано 30,10,81, б Дата опубликования овиса 536,53 (088,8 02,11,81 ЩЯфдо "ЮИра саад "ф 2) Автор(71) Заявнтел ПЕР ЛТУР ЗЯЕРЕНИЯ ТРОЙСТВО Изобре Нию, а ко мерения т ния ее вч колеба тельа сигнала увс сто отение относится к приборостроенкретно, к устройствам для иземпературы путем преобразоваастоту колебаний механической ной системы типа камертона.Известно устройство для измерения температуры, содержащее в качестве термоч твительного элемента сдвоенные камертоны с различными коэффициентами температурного расширения, Камертоны19 устройства содержат, электромагнитные системы возбуждения и съема колебайий, включенные в цепь усилителя положительной обратной связи 11.Недостатки известного устройства 15 наличие в выходном сигнале гармонических составляющих высших порядков к сниженная добротность, вследствии отсутствия синхронизации колебаний ветвей, что сниФ жает точность измерения.20Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения температуры, содержашее трубчатый термочув вительный элемент со вставкой внутри нег н две системы возбужденияГг 1,Недостатки известного устройства- малое изменение с температурой моментов инерции трубки, вследствии того, что при изменении момента инерции происходит перераспределение массы только самой трубки, снижение точности измерения вследствие наличия в выходном сигнале датчика гармонических составляющих высших порядков, чему способствует также связь между приемником и возбудтггелем колебаний, диссипация энергии колебаний в месте крепления вставки к основанию.Бель изобретения - повышение точности измерений и чувствительности устройства за счет увеличения изменения момента инерции ветви.Укаэанная цель достигается тем, что вставка выполнена в форме камертона, на, каждой ве"ви которого установлена эллип- тическая трубка, заполненная термометрической жидкостью, причем каждая ветвь камертона снабжена воэбудителек и при3 8емником колебаний, при этОм. ВыхОд ОднОго усилителя соединен с возбудителемколебаний первой ветви камертона, авход - с приемйиком колебаний второйветви, Выход другого усилителя соединенс возбудителем колебаний второй ветвикаыертонв, а Вход с приюппмом колебаний первой ветви.На фиг. 1 схематически изображеноустройство для измерения температуры::на фиг, 2 - разрез Л-А нв фит;., 1; нафиг. 3 - структурная схема, на которойветви камертона изображены как отдельные резонаторы Р и РУстройство содержит вставку в форме.одинарного камертона с ветвями 1 и 2,которые снабжены эллиптическими труб.ками 3 и 4, при этом температурныйкоэффициент линейного расширения материала камертона больше, чем материалатрубок, электромагнитные возбудители5 и 6 колебаний, электромагнитные приемники 7 и 8 колебаний, усилители 9 и10 с автоматической регулировкой усиления, частотомер 1 1, термометрическуюжидкость 12 и герметичные прокладки13 для удержании термометрической жидкости в полости между вставкой и трубкой,Выход усилителя 9 соединен с возбудвтелем 6 колебаний первой ветви камеръока, а вход - с приемником 7 колебаний второй ветви камертона, выход усилитеи 10 соединен с возбудителем 5 колебаний второй ветви камертона, а входс приемником 8:колебаний первой ветви камертона.Совокупности элементов устройства - усилнтеи 9, возбудителя 6, ветви 1 камертона с трубкой 3 и приемника 8, и соответственно элементов 10, 5, 4, 2 и 7 - представляют собой фвзосдвигающие электромеханические фильтры,Условия Возникновения автоколебаний в такой системе имеют видК к Я 1 (1)"=ч,.д,:2., И где общае1 суммарньф сдвиг фазы: сдвиг фазы в пепи элементов 10,5:, 4,7 и 9;сдвиг фазы в цепи элементов 6,3 И 8;коэффициент передачи цеди элементов 9, 6, 1, 3 и 8; коэффициент передачи цепи обратной связи элементов10,5,4 и 7. 77354 4Условия (1) и (2) удовлетворяются,так как каждая иэ цепей 10 5 4 79 и 9ии 9, 6, 3 и 8 обеспечивает фазовыйсдвиг 2 и имеет коэффициент передачибольше 1,Работа устройства осуществляется сле.дующим образом.При поступлении начального импульсаот усилителя 10 на возбудитель 5 дослед 10 нийпритянет.ветвь 2 с трубкой, что вызовет увеличение магнитного зазора между приемником 7 и этой ветвью, и уменьшенный сигнал, проинвертировавшись вусилителе 9, через возбудитель 6 притя 15 нет ветвь 1 с трубкой с уменьшенной силой. Сигнал, принятый приемником 8, вновьпройдет через усилитель 10 и возбудитель5 , поддерживая противоположные колебания ветвей с частотой, зависящей от мо 20 мента инерции ветвей с нахрдящейся втрубках термометрической, жидкостью.Цепь элементов: 4, Б, 7, 9 и 10 можнорассматривать как обратную связь системы 3, 6 и 8-, Так как обратная связь25 представляет собой. электромеханическийфазосдвигающий фильтр, то в выходном. сигнале содержится только собственнаячастота колебаний ветвей 1 и 2 с трубкжми. Кроме этого,.ветви 1 и 2 жесткоЗ 0 синхронизированы по фазе, что способствует увеличению добротности механичес-кой колебатетьной системы за счет уменьшения рассеивания энергии колебаний отраскачивания основания камертона из-жразличной амплитуды колебаний вртвей,При изменении температуры, за счет различных коэффициентов температурного расширения вставки 1 и трубок 2 и 3, иеме-няется их момент инерции относительноосей 0 О, 0-0 Он 0 эа счет перераспределения, массы термометрической жнтткости 12 внутри трубок, при их температурном расширении или сжатии вдоль указанных осей. Изменение момента инерции45приведет к иаменению частоты собствжных колебаний ветвей 1 и 2, которое регистрируется частотомером 11, проградуированным в единицах измеряемой температуры.Предлагаемое устройство для измере 50ния температуры отличается от известных тем, что позволяет снизить уровеньгармонических составляющих в выходномсигнале датчика температуры камертонного типа, синхронизировать колебания55 ветвей, благодаря чему повышается добротность .колебательной системы, а, следо-вательно, точность измерения температуры. Кроме этого, эа счет заполнения5 877354 6 трубок термометрической жидкостью, уве- установлена эллиптическая трубка, эапол личивается изменение момента инерции, пенная термометрической. жидкостью, приа; следовательно, возрастает чувстви- ,чем каждая ветвь камертона снабжена тельность. возбудителем и приемником колебаний,зри этом выход одного усилителя соединен с возбудителем колебаний первой формула изобретения ветви камертона, а вход - с приемникомколебаний второй ветви, выход другогоУстройство для измерения температу- усилителя соединен с возбудителем кодеры, содержащее .трубчатый термочувстви- баний второй ветви камертона, а вход - с тельный элемент со вставкой внутри него приемником колебаний первой ветви, я две системы возбуждения и съема сиг- Источники информации, Нала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, . принятые во внимание при экспертизе что, с целью повышения точности измере, Авторское свидетельство СССР ний. и чувствительности устройства за 1708178, кл, Я 01 К 7/32, 1977, счет увеличения изменения момента инер, Авторское свидетельство СССР ции ветви, вставка выполнена в форме726043, кл.( 01 К 7/32, 1978 камертона, на каждой ветви которого (прототип).87 7354 Н, Степ 1/64 Тираж 910 ВНИИПИ Государственно по делам изобретений 3, 3.3