Устройство для измерения температуры

 

Изобретение относится к устройствам для измерения температуры, работающим в комплекте с термоэлектрическими преобразователями с компенсацией изменений температуры свободных концов термоэлектрического преобразователи (ТП). Цель изобретения г повышение точности измерения путем уменьшения погрешностей измереиия, вызванных нестабильностью параметров эле- . ментов, цепи компенсации температуры свободных концов ТП. Система регулирования , состоящая нз дифференциальных усилителей 1 и 13, обеспечивает на коллекторах tpaH3HcTopOB 9 и 10 одинаковую величину потенциала. Раз ность напряжения на эмиттерных переходах транзисторов равна К . Да ох где К - постоянная БольцX - In q R, мана; q - заряд электрона; Т(, - абсолютная температура; R, и Rj - сопротивления участков потенциометра 1 мехщу его движком 2 и выводом, соединенным соответственно с коллекторами транзисторов 9 и 10. При - . In |q л 1 KT, где k,. - чувствительность ТП, что достигается регулировкой положения движка потенциометра 1, показания измерительного прибора не зависят от температуры свободных концов ТП. Чувствительность устр-ва регулируется путем изменения коэффи1щента усиления усилителя 13. 1 ил. 55 W со о:

СОЕЗ СОВЕТСКИХ

СОЭаЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (511 4 G О1 К 7/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4000727/24-10 (22) 02.01.86 (46) 29.02.88. Бюп. В 8 (7l) Проектно-конструкторское бюро

"Пунтукас" (72) В. Ю, Виткявичюс и И. Х. Сегалис (53) 536.532(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР и 408170, кл. G 01 К 7/12, !972.

Авторское свидетельство СССР

У 920402, кл. G Ol К 7/12, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕ»

РАТУРЫ (57) Изобретение относится к устройствам для измерения температуры, работающим в комплекте с термоэлектрическими преобразователями с компенсацией изменений температуры свободных концов термоэлектрического преобразователя (Tll) Цель изобретения -. повышение точности измерения путем умень» шения погрешностей измерения, вызван» ных нестабильностью параметров элементов, цепи компенсации температуры свободных концов ТП. Система регулирования, состоящая из дифференциальных усилителей ll и 13, обеспечивает на коллекторах транзисторов 9 и 10 одинаковую величину потенциала. Разность напряжения на эмиттерных переходах транзисторов равна Т,„ х

К Rg х — 1n — где К - постоянная Больц1 В мана; ч — заряд электрона; Т „- абсолютная температура; R u R — сопротивления участков потенциометра 1 между его движком 2 и выводом, соединенным соответственно с коллекторами транзисторов 9 и 10. При — 1п — =

Н2

Ч R

r e 1(— чувствительность ТИ, что достигается регулировкой положения движка потеициометра I, показания измерительного прибора не зависят от температуры свободных концов ТП. Чувствительность устр-ва регулируется путем изменения коэффициента усиления усилителя 13. I нл.

1377611

Изобретение относится к температурным измерениям, а именно устройствам для измерения температуры, работающим в комилекте с термоэлектрическими 5 преобразователями с компенсацией изменений температуры свободных концов термоэлектрического преобразователя.

Цель изобретения — повышение точности измерения путем уменьшения 10

I погрешностей измерения вызванных нестабильностью параметров элементов цепи компенсации температуры свободных концов термоэлектрического. преобразователя. !5

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство содержит потенциометр

1, скользящий контакт 2 которого подключен к шине 3 источника 4 питания включающего в себя, например, батарею

5, выключатель 6 и светодиод 7 для индикации включения и исправности элементов схемы, термоэлектрический преобразователь 8, термопреобраэова- 25 тель для измерения температуры свободных концов термоэлектрического преобразователя 8 - согласованную пару транзисторов 9 и 10, расположенную рядом со свободными концами тер- 30 моэлектрического преобразователя и имеющую одинаковую с ними температу-. ру, первый дифференциальный усилитель

ll, источник 12 опорного напряжения, второй дифференциальный усилитель .13, резистор 14, схему 15 регулировки коэффициента усиления дифференциального усилителя 13, включающую в себя, например, набор резисторов 16.1, 16.2, 16.3 и многопозиционный переключатель 17, измерительный прибор

18, например цифровой вольтметр, и схему 19 установки нуля, включающую в себя, например, источник 20 опорного напряжения и потенциометр 21, 45

Устройство работает следующим образом.

Согласованная пара транзисторов 9 и 10 и свободные концы термоэлектрического преобразователя 8 имеют оди- 0 наковую температуру, равную темпера-туре окружающей среды Т „ . Рабочий спай термоэлектрического преобразова-. теля 8 помещают в среду, температуру

Т„ которой необходимо измерить.

Система регулирования, состоящая из дифференциальных усилителей 11 и

13 с большим входным сопротивлением, обеспечивает на коллекторах транзисК Т 11 (1

1, ln —. = T x

Ок а х. — 1n

К R

q. В, э где,К - постоянная Больцмана; — заряд электрона;

Т „ - абсолютная температура, и не зависит от напряжения питания устройства.

К входу дифференциального усилителя 13 приложено напряжение

U,„= aU+k(TÄ,-Т.„) + U„, (2) Uîï где U „= — H 4 — падение напряВг жения на резисторе 14; — чувствительность термоэлектрического преобразователя.

Напряжение на измерительном приборе 18 может быть представлено в виде

И«T„К(1+ )+

1Ф

+ Т (— 1n — — k )(1+ — -)+

/К Ва Ri о" R, Н, + + U ) + В!6 )

14 где R сопротивление включенного резистора 16 ° п (и = 1,2,3) схемы 15 регулировки коэффициента усиления; напряжение на выходе схемы

19 установки нуля.

Ry

1n — = k,, что достигает3

При—

g торов 9 и 10 одинаковую величину потенциала. При этом через транзистор

9 протекает ток i< = Б /В,, где 11 напряжение источника 12 опорного напряжения; H — сопротивление участка потенциометра между его движком и выводом, соединенным с коллектором транзистора 9, а через транзистор

10 - ток = U /R, где В - сопро2. тивление участка потенциометра 1 между его движком 2 и выводом, соединенньм с коллектором транзистора 10.

Разность напряжения nU на эмиттерных переходах первого и второго транзисторов равна

1377611

Составитель В. Куликов

Редактор М. Петрова Техред Л.Сердюкова Корректор А. Обручар I

Тираж 607 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 856/33

Производственно-.полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ся регулировкой положения движка потенциометра 1, показания измерительного прибора не зависят от температуры свободных концов термоэлектричес5 кого преобразователя Т,„ .

Установка нуля измерительного при.бора осуществляется путем изменения иапряжения 13„. Чувствительность уст" 10 ройства регулируется путем изменения коэффициента усиления усилителя 13, Формула изобретения

Устройство для измерения температуры, содержащее термоэлектрический преобразователь, два дифференциальных .усилителя, источник питания, первый вывод которого соединен с общей шиной 20 устройства, термопреобразователь для измерения температуры свободных концов термоэлектрического преобразователя, резистор, измерительный прибор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,,25 с целью повышения точности измерения температуры, в него введены потенциометр, источник опорного напряжения, схема регулирования коэффициента .усиления, схема установки нуля изме- 30 рительного прибора, а термопреобразователь для измерения температуры свободных концов термоэлектрического преобразователя выполнен в виде согласованной пары транзисторов, коллекторы которых подключены соответственно к крайним выводам потенциометра и соединены соответственно с неинвертирующим и инвертирующим входами первого и второго дифференциальных усилителей, инвертирующий и неинвертирующий входы которых соединены с выходом источника опорного напряжения, подключенного к источнику питания, второй вывод которого соединен с движком потенциометра, при этом выход первого дифференциального усилителя соединен с базами транзисторов, эмиттер первого транзистора соединен с общей шиной устройства, а эмиттер второго транзистора с первым выводом термоэлектрического преобразователя, второй вывод которого соединен через резистор с общей шиной устройства и через схему регулирования коэффициента усиления подключен к выходу второго дифференциального усилителя, соединенному с первой входной клеммой измерительного прибора, вторая входная клемма которого подключена к выходу схемы установки нуля измерительного прибора, соединенной с источником питания,