Устройство для измерения разности температур

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(511 М. Кп.з 6 01 К 7/16 с присоединением заявки Нов Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 23.1082. Бюллетень М 39 Дата опубликования описания 23. 10. 82 2)А В. Д. Грин изобретения(71) 3 а яв итель политехнический комсомола 1,54) УСТРОЙСТВО ЗМЕРЕНИЯ РЛЗНОСТИ ТЕМПЕРАТ Львовский ордена Ленин им. ЛенинскоИзобретение относится к температурным измерениям и предназначено для точного измерения разности температур приборами следящего уравновешивания в комплекте с нелинейными термометрами сопротивления.Известно устрсйство для измерения разности температур, содержащее два термопреобраэователя сспротивления, потенциальные выводы которых; подключены к входам одного блока преобразования, включающего в себя запоминающе конденсаторы и управляемые ключи, второй блок преобразования, реохорд, генератор, усили тель переменного тока, фазочувствительный усилитель, двигатель связанный с движком реохорда, источник напряжения 11.Недостатком устройства является наличие значительной погрешности измерения разности температур при использовании термопресбразователей сопротивления с нелинейной характеристикой преобразования. 25Наиболее близким к изобретению по технической сущности является .устройство для измерения разности температур, содержащее источник постояннсго напряжения, к выходу кото" 30 рого подключены последовательно сое"диненные компенсационный резисторн два термопреобразователя сопротив"ления, первый блок преобразования,входы которого соединены с потенциальнюи выводами компенсационногорезистора и первого термопреобраэователя сспротивления, второй блокпреобразования, входы которого соединены со вторым термопреобразователем сопротивления и резисторомобратной связи, первый усилительпеременного тока, вход которого соединен с выходами первого и второгоблока преобразования,а выходы черезфазочувствительный усилитель соединены с резистором обратной связи,третий блок преобразования, входыкоторого соединены с потенциальнымивыводами термопреобраэователей со"противления, второй усилитель переменного тока, вход которого соединен с выходным зажимом третьего блока преобразования, а выход черезвторой фаэочувствительный усилительсоединен с двигателем, механическисвязанным с движком реохорда токовый вывод которого соединен с земляной шиной, а потенциальные выводыи движок реохорда соединены со вхо 968633дами четвертого блока преобразования,выходной зажим которого соединен сземляной шиной, генератор, выходыкоторого соединены с управляющимивходами блоков преобразования, каждый из которых включает в себя 5запоминающие конденсаторы и ключи 2).Недостатком известного устройстваявляется значительная погрешностьизмерения разности температуры термореобраэователями сопротивления, 10параметры которых .(Вр, В, /Кр ) отличаются от номинальных зйачений.Целью изобретения является повышение точности измерения .разности температур. 15Поставленная цель достигается тем,что в устройство, введены два дополнительных блока преобразования и двапеременных резисторапотенциальныевыводы которых соответственно соеди"нены с входами дополнительных блоковпреобразования, причем первый переменный резистор включен между вторымтермопреобразователем сопротивленияи реохордом, второй переменный резис.тор включен между резистором обратнойсвязи и точкой соединения первого переменного резистора и реохорда, выходпервого дополнительного блока преобразования соединен последовательно свыходами третьего блока преобразования, выходные зажимы второго дополнительного блока преобразования соединены соответственно с входами второго усилителя и четвертого блока преобразования, а управляющие входы до- 35полннтельных блоков преобразованиясоединены с генератором,На фиг. 1 представлена блок-схемаустройства; на фиг. 2 - схема блока 40преобразования.Устройство содержит последовательно соединенные два платиновых термопреобразователя 1 и 2 сопротив ленья, включенные четырехпроводной линией связи, компенсационный резистор 3, первый переменный резистор 4, шкала которого проградуирована в отклонениях обоих термопреобразователей 1 и 2, реохорд 5, соответственно первый, второй, третий и четвертый блоки 6-9 преобразования,два дополнительных блока 10 и 11 преобразования, второй переменный резистор 12 с шкалой проградуированной в откло нениях параметров термопреобразователей 1 и 2,резистор 13 обратной связи, первый усилитель 14 переменного тока, первый фазочувствительный усилитель 15, двигатель 16, вал ко . торого механической связью 17 соединен с движком реохорда 5, второй усилитель 18 переменного тока, второй фаэочувствительный усилитель 19, источник 20 напряжения, генератор 21, 65 Каждый блок 6-11 преобразования содержит (фиг. 2) четыре пары управ ляемых ключей 22-29. Между общими точками ключей включены запоминающие конденсаторы 30 и 31.Входные сигналы подаются на свободные выводы ключей 22 и 24, 26 и 28. Выводы ключей 25 и 29 соединены между собой, а выводы ключей 23 и 27 служат выходом блока преобразования, управляющие входы ключей 22 и 24, 26 и 28 подключены к одному ,выходу генератора 21, а управляющие входы ключей 23 и 25, 27 и 29 - к другому выходу генератора 21.Блок преобразования работает в два такта. В первый полупериод напряжения генератора 21 ключи 22 и 24, 26 и 28 открыты, а ключи 23 и 25, 27 и 29 - разомкнуты. Конденсатбры ,30 и 31 заряжаются до величин входных напряжений, подключен.ных к входам преобразования. Во второй полупериод напряжения генератора 21 ключи 22 и 24, 26 и 28размыкаются, а ключи 23 и 25, 27 и 29 открываются и к выходу блока преобразования подключается разность напряжений, дЬ которых были заряжены конденсаторы 30 и 31 и в первом такте,Выходные напряжения блоков преобразования соответственно равныблока 8 04 И-К); О)блока 10 .Ьв= 1 кЮЧ) К.рр И)блока 11 011= (ХЧ" 1 Р 4; О)блока 9 0 - 6+як)йЧЖ Ж где 1 - ток источника 20 напряжения1 - выходной ток фазочувствительКного усилителя;К- ( + 2.) фК - коэффицйент пропорциональностиЧ,ЧЧ - относительные переМещениядвижков соответственно переменных резисторов 4, 12 иреохорда 5На вход усилителя 18 поочередно со сдвигом на полпериода подаются прямоугольные импульсы с амплитудами, соответственно равными судам 08+ Цр и (+. Переменная составляющая входного сйгнала усилителя, равная разности амплитуд этих импульсов усиливается усилителями 18 и 19 и подается на делитель 16, вал которого начинает вращать движок реохорда 5 в определенную сторону до тех пор,пока переменная составляющая напряжения на входе усилителя 18 не станет равной нулю, т.е.(1) -(4) можно получить уравнениешкалы устройстваВа+В 1У=0,5 (1 ( + ( + В (2 у -1) хК В+В )-В, (2 у -1) 3. (6)Таким образом, устройство позволяет получить линейную шкалу прибора при нелинейной характеристикетермопреобразователей (в знаменателе выражения (б) имеется корректирующий член, пропорциональный суммеабсолютных температурв точках размещения термометров В и В ) и вручную скорректировать систематическиеотклонения параметров термометровВ и В /Во от номинальных значенйй путем установки положения движков переменных резисторов 4 и 12 наотметки шкалы по результатам расчета02 01 11 ОХ 01+ А 2 А 1 РВгде О 4 и О - относительные величины,.выставляемые по шкаламрезисторов 4 и 12; д 0 Д Д - действительные относи Ою А 1 А 2тельные отклонения, взятые со своим знаком,соответственно К и отношения к / К термометров 1 и 2.Максимальная погрешность измерения разности температур, вызванная максимальными отклонениями парамет-. ров платиновых термометров второго класса, для диапазонов измерения +5 ОС 450 д С соответственно составляет 10,09 и 1,25.Введение коррекции отклонений параметров используемых термометров н схему устройства позволяет уменьшить эту состанляющую погрешность до 0,14.Применение предлагаемого устройства обеспечивает высокую точность измерения температур комплектом, состоящим из датчиков и устройства, за счет исключения систематических отклонений параметров термометров сопротивления, высокую точность и чувствительность измерения благодаря применению компенсационного способа измерения, а также исключает влияние сопротивления линии связи на точность измерения. Формула изобретенияУстройство для измерения разности температур, содержащее источник постоянного напряжения к выходу которого подключены последовательно соединенные компенсационный резистор и два термопреобразователя сопротивления, первый блок преобразонания,входыкоторого соединены с потенциальнымивыводами компенсационного резистораи первого термопреобразонателя со.противления, второй блок преобразования, нходы которого соединены свторым термопреобразователем сопротивления и резисторсм обратной связи,первый усилитель переменного тока,вход которого соединен с выходамиперного и второго блокон преобразования, а выход через фазочувствительный усилитель соединен с резисторомобратной связи, третий блок преобразования, входы которого соединены15 с потенциальными выводами термопреобраэователей сопротивления, нторойусилитель переменного тока, входкоторого соединен с выходным зажимомтретьего блока преобразования, а вы 2 О ход через второй фазочувстнительныйусилитель соединен с двигателем, механически связанным с движком реохорда, токовый нывод которого соединенс земляной шиной, а потенциальные25 выводы и движок реохорда .соединены свходами четвертого блока преобразования, выходной зажим которого соединен с земляной шиной, генератор,выходы которого соединены с управляю"шими входами блоков преобразования,каждый из которых включает в себя запоминающие конденсаторы и ключи,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения точности измеренияразности температур, в него введеныдна дополнительных блока преобразования и дна переменных резистора, выводы которых соответственно соединены с входами дополнительных блоков преобразования, причем первый40 переменный резистор включен междувторым термопреобразователем сопротивления и реохордом, второй переменный резистор включен междурезистором обратной связи и точ 45 кой соединения первого переменногорезистора и реохорда, выход первогодополнительного блока преобраэова"дом третьего блока преобразования,.выходные зажимы второго дополни 50 тельного блока преобразования соединены соответственно с входами второго усилителя и четвертого блокапреобразования, а управляющие входыдополнительных блоков преобраэова 55 ния соединены с генератором.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР,по заявке Р 2807838,Я) кл. 6 01 К 7/16, 1979.2. Авторское свидетельство СССРпо .заявке 9 2958066,кл, 0 01 К 7/16, 1980 (прототип).968633 Вход филиал ППП фПатент,г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вниипИТираж 88 аказ 8147/68одпи оное Вход