Устройство для измерения температуры

 

Изобретение относится к приборостроению . Цель изобретения - повышение точности измерения темпер-ры. Устр-во содержит термоэлектрический преобразователь 1, мост, образованный резистором 2 и термонезависимыми резисторами 3-5, измерительньй прибор 6, дифференциальный усилитель 7, управляющий транзистор 8, нагреватель 9, размещенный на поверхности тепловыравнивающего тела 10, и стабилизированный источник 11 питания. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устр-ва позволяет уменьшить погрешности компенсации влияния изменения температуры свободных концов термоэлектрического преобразователя I. 2 ил. (Л оо ОО С5 о:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G Ol К 7/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCXOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4040230/24-10 (22) 24.03.86 (46) 15.09.87. Вюп.11 34 (71) Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промьппленности (72) В.Л.Лебедев и Я.И.Стиоп (53) 536.53(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1130748, кл. G 01 К 7/12, 1983.

Авторское свидетельство СССР

408170, кл. G 01 К 7/12, 1972. (S4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к приборостроению. Цель изобретения — повьппе„,80„„1 7 76 А1 ние точности измерения темпер-ры.

Устр-во содержит термоэлектрический преобразователь I мост, образованный резистором 2 и термонезависимыми резисторами 3-5, измерительный прибор

6, дифференциальный усилитель 7, управляющий транзистор 8, нагреватель 9, размещенный на поверхности тепловыравнивающего тела 10, и стабилизированный источник ll питания °

Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устр-ва позволяет уменьшить погрешности компенсации влияния изменения температуры свободных концов термоэлектрического преобразователя 1, 2 ил.

1 137676 1

Изобрс тение относится к приборостроению и может быть использонлно в рл зличньгх системах измерения и реI улиронл ия температуры с термоэлектрическим измерительным преобрлзонлтелем.

IIeIIb; зобретения — повышение точности измерения температуpbl путем уменьшения погрешности компенсации влияния изменения температуры свободных концов термоэлектрического преобразонлтеля.

Нл фиг.! приведена электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — пример конструктивного размещения его элементов.

Устройсzно содержит термоэлектрический преобразователь 1 (термопара), четырехплечий электрический мост, образованный термочувствительным резистором 2 и термонезависимыми резисторами 3,4 и 5, измерительный прибор 6, включенный последовательно с термоэлектрическим преобразователем 1 в измерительную диагональ моста (точки с и 4). Точки с и е моста соединены с входами дифференциального усилителя 7, выход которого соединен с базои биполярного управляющего транзистора 8, коллекторно-эмиттерный переход которого включен последовательно с нагревателем 9, размещенным на наружной поверхности теплоныраннинлющего тела 10 (фиг.2). Питание нагревателя 9 и моста осуществляется от стабилизированного источника ll. Составной резистор 5 может быть выполнен в виде переменного резистора, средний вывод которого соединяется с входом дифференциального усилителя 7, или из двух последовательно включенных резисторов 5 и

5, номиналы которых подбираются в процессе настройки устройства.

Внутри тепловыравнивающего тела

l0 выполнены полости 12 и 13, в которых размещаются термочувствительный резистор 2 и свободные концы термоэлектрического преобразователя 1.

Поверх нагревателя 9 на тепловыравнинающее тело 10 наносится теплоиэоляция 14. Тепловыравнивающее тело !О крепится на основании 15, на котором устанавливается и плата 16 с элементами схемы. Все устройство закрывается крышкой 17.

Устройство работает следующим образом.

11ри нключении нлпряжение от источника 11 питлния подается на нагреватель 9, электрический мост и диффер е н ц и л л ь н ы и усилит p J I I > 7, и р и этом напряжение, снимаемое с точек с и е моста и на входе усилит JIII 7 отлично от нуля, Iloýòîìó нл выходе усилителя

7 присутствует напряжение, открывающее упрлнляющий транзистор Я, и по нагревателю 9 протекает ток, разогренающий теплоныравнинающее тело 10.

При достижении расчетной температуры, которая выбирается выше ее максимального значения, ожидаемого в месте размещения свободных концов термоэлектрического преобразователя 1 (ныше температуры окружающей среды), измерительный мост уравновешивается (напряжение между точками с и е моста становится равным нулю), транзистор 8 прикрывается и ток через нагреватель 9 уменьшается. Полярность подключения усилителя 7 к точкам с и е моста выбирается таким образом, чтобы обеспечить процесс автоматического регулирования температуры тепловыравнинаюшего тела нблизи заданного значения. После завершения переходного процесса нагрева напряжение между точками с и d моста становится равным термо-ЭДС свободных концов термоэлектрического преобразователя 1 д: я заданной температуры (достигается регулировкой составного резистора 5). Это напряжение суммируется с термо-ЭДС термоэлектрического преобразователя 1 и измерительный прибор 6 автоматически показывает значение измеряемой температуры н месте размещений рабочего сная термоэлектрического преобразователя 1, в котором учтено изменение температуры свободных концов.

Так как температура свободных концов термоэлектрического преобразователя поддерживается практически постоянной независимо от температуры окружающей среды (стабильность температуры определяется точностью работы системы регулирования, состоящей из усилителя 7 и транзистора 8), то измерение осуществляется с высокой точностью. Например, погрешность компенсации температуры свободных концов не превышает 0,015 С для термоэлектрических преобрлзсвлтелей грлдуировки XA и 0,05 С для градуирон-. ки IIII.

13376

20 ка питания.

Составитель В, Голубев

Редактор И.Петрова Техред Л.Олейник Корректор Л.Пилипенко

3аказ 4118/36

Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производс.iвенно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Ф о р м у л а и з с б р е т е и и я

Устройство для и . мерения темпе p;l туры, содерж;ицее термоэлектрический преобразователь, ет1,lpeхплечий электрический мост с термочувстнитепьным резистором в одном из его плеч и термонезависимыми резисторами, включенными в других плечах моста, измерительный прибор, включенный последовательно с термоэлектричегким преобразователем в измерительную диагональ моста, и стабилизированный источник питания, включенный в другую диагональ моста, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений за счет уменьшения погрешности компенсации влияния изменения температуры свободных концов термоэлектрического преобразователя, в него введены нагреватель, тепловыравниваюшее тело, дифференциальный усилитель и бипо76 лярный упранляннций транэис тор, при этом нагреватель размещен на наружной поверхности теплоныравнивающего тела, имеюп1его полости, в которых ра змещены свободные концы термоэлектрического преобразователя и термочувстнительный резистор, термонезависимый резистор моста, противолежащий термочувствительному резистору, включенному в другой ветви моста относительно его измерительной диагонали, выполнен составным, один вход дифференциального усилителя соединен с перемычкой составного резистора, другой его вход — с точкой измерительной диагонали моста, общей с термочувствительным резистором, à его выход подключен к базе управляющего транзистора, коллекторно-эмиттерный переход которого включен последовательно с нагревателем в цепь источни