Устройство для измерения температуры

 

Изобретение относится к температурным измерениям, к шумовой термометрии . Цель изобретения - повьшение точности измерения за счет исключ§- ния влияния постоянной времени датчика на результат измерения. В канале 4 усиления происходит усиление информативного напряжения тепловых шумов, определяемого температурой датчика, а также собственных шумов усиления э полосе частот канала 4 усиления устройства. Усиленный сигнал поступает на вход квадратичного детектора 5, возводится в квадрат, усредняется интегратором 7 и регистрируется прибором 8. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<„>SU«» 12 1 (5D 4 G 01 К 7/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3842499/24-10 (22) 11.01.85 (46) 07.0!.87. Бюл. Ф 1 (72) А.В.Манченко, И.П.Куритных, Б.И.Стаднык и П.Г.Столярчук (53) 536.53(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР У 767565, кл . G 01 К 7/30, 1980.

Авторское свидетельство СССР, У 460455, кл. С 01 К 7/30, 1975. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЪ| (57) Изобретение относится к температурным измерениям, к шумовой термометрии. Цель изобретения — повышение точности измерения за счет исключения влияния постоянной времени датчика на результат измерения. В канале 4 усиления происходит усиление информативного напряжения тепловых шумов, определяемого температурой датчика, а также собственных шумов усиления в полосе частот канала 4 усиления устройства. Усиленный сигнал поступает на вход квадратичного детектора 5, возводится в квадрат, усредняется интегратором 7 и 1.егистрируется прибором 8. 2 ил, 1 128192

Изобретение относится к температурным измерениям, а именно к шумовой термометрии.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет исключения 5 влияния постоянной времени датчика на результат измерения.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства; на фиг.2 — зависимость результирующего термического коэффициента электросопротивления датчика от отношения сопротивлений К,/К1 последовательно включенных резисторов иэ нихрома и углерода.

Устройство содержит шумовой резистор 1, дополнительный резистор 2, зашунтированные емкостью 3, измерительный тракт, включающий усилитель

4, квадратичный детектор 5, регистратор 6, содержащий интегратор 7 и регистрирующий прибор 8.

Из графика (фиг.2) следует, что выбор отношения R

Устройство работает следующим образом.

На вход канала усиления 4 поступа30 ет информативное напряжение тепловых шумов: < 1 — 2 ° г

Se(G3) /К8(Я ь ) / Йц где /Kg(u, )l

35 эС и P — - термические коэффицйеНты соответственно сопротивления и емкости датl чика.

В канале 4 усиления происходит усиление информативного напряжения тепловых шумов, определяемого температурой датчика, а также собственных шумов усилителя в полосе частот канала усиления устройства.

Усиленный сигнал поступает на вход квадратичного детектора 5, возводится в квадрат, усредняется интегратором 7 и регистрируется прибором 8.

При этом изменение К (у, )) определяется изменением ь, т.е. выражается зависимостью д 87 д".

Ат = — aR,+ -- gR + --" 6С. аК, dR ° ас

При выполнении условия R

2 с,+ (3

=R, — — — изменение постоянной вре1 Р— 0 1 мени датчика от температуры полностью устраняется ь . =0 и, следовательно, повышается точность измерения температуры.

Пример. Применяемые обычно значения сопротивления шумового резистора в термошумовом термометре составляют 3 — 10 кОм. При этом реальное значение шунтирующей емкости

С составляет примерно 250 пФ. При засылке термопреобразовагеля порошком

А120> изменение емкости ЬС, соответствующее изменению температур 0 о

1000 С, для конкретной конструкции находится в пределах 5 пФ. В этом случае температурный коэффициент емкости равен 0,2 ° 10 1/ С (p=hC/С х х А, где 6C — изменение емкости, соответствующее изменению Ь t) .

Для шумового резистора из нихрома

Х2ОН80 с сопротивлением R,:= 3 кОм, Т1(С которого соответствует К, = 1 х х 10 1/ С, значение сопротивления ° дополнительного резистора, обеспечи.вающее d с =О, подсчитанное по формуле, при использовании в качестве дополнительного резистора ТВО-О, 25 с

ТКС, равным (-5),10-4 1/ С, составляет:

=(1+са17 ) квадрат модуля комплексного коэффициента передачи входной измери- тельной цепи с по-.стоянной ь =RC; спектральная плотность тепловых

Se (я) электрических флуктуаций в полосе частот G3

-u

При измерении температуры результирующая постоянная времени датчика имеет следующее выражение: а =-R,(1+ 1:) С (1+Pt), где R и С вЂ” значения сопротивления о и емкости датчика при калибровке устройства в точке таяния льда, о 1 21

t — измеряемая температура;

R = Rq — — — — — =692,3075 Ом (ос, + /Ь) (Р 04)

Применяя дополнительный резистор е согласно ряду номинальных значений с сопротивлением 690 Ом, получают значение 6 0 соответствующее укаэанному изменению температур, д, /Г

281923 4 щим термический коэффициент электросопротивления, противоположный но знаку термическому коэффициенту электросопротивления шумового резистора и включенный между входом усилителя и шумовым резистором, причем значеФ о р м у л а и з о б р е т е н и я ние сопротивления дополнительного резистора R> определяется по формуле

3 1

=0,8Х, в то время как изменение a / в термопреобразователе без дополнительного резистора составляет 127.

Для значений R 3 кОм указанное отличие еще больше.

Rz где R,—

oL (Составитель Е.Зыков

Редактор Н.Марголина Техред Л.Олейник Корректор М.Самборская

Заказ 7254/37 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно †полиграфическ предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4

Устройство для измерения температуры, содержащее шумовой чувстви- tO тельный резистор, зашунтированный емкостью, и измерительный тракт, включающий последовательно соединенные усилитель, квадратичный детектор и регистратор, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности измерения температуры эа счет исключения влияния постоянной времени шумового резистора на результат измерения, оно снабжено дополнитель- 20 ным чувствительным резистором, имеюК + ф

R<

Р -x2 сопротивление шумового резистора; термический коэффициент электросопротивления шумового резистора; термический коэффициент емкости термический коэффициент электросопротивления дополнительного резистора.