Способ определения температуры

 

Изобретение относится к контактной термометрии и позволяет повысить точность измерения температуры термометрами сопротивления. Способ заключается в том, что после фиксирования выходного напряжения измерительного моста, в одно из плеч которого включен термопреобразователь сопротивления 1, уменьшают в заданное число раз температурный коэффициент термопреобразователя одновременным включением параллельно и последовательно с ним двух постоянных резисторов 6 и 7 с нулевыми температурными коэффициентами. Уменьшение выходного напряжения моста при этом восстанавливают путем дополнительного подогрева термопреобразователя сопротивления импульсным однополярным током заданной амплитуды от генератора 14. В момент равенства выходного напряжения измерительного моста первоначальному значению измеряют среднее значение падения напряжения на термопреобразователе от импульсного тока. Искомое значение температуры определяют по формуле, позволяющей устранить погрешности измерения, обусловленные влиянием на термометр производственных помех, наводок, изменения сопротивления линии связи, изменения температурного коэффициента термопреобразователя сопротивления. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

И91 (111 (gg 4 С 01 K 7/16

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4308476/24-10 (22) 30 ° 06.87 (46) 15.08.89. Бюл, У 30 (71) Львовский политехнический институт им, Ленинского комсомола (72) Г.В. Црчик, 10.A. Скрипник, E.Ñ. Полищук и В.Д. Гринец (53) 536.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 415513, кл. G 01 Ii 7/16, 1971, Авторское свидетельство СССР

В 685936, кл. G 01 I 7/16, 1977, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к контактной термометрии.и позволяет повысить точность измерения температуры термометрами сопротивления. Способ заключается в том, что после фиксирования выходного напряжения измерительного моста, в одно из плеч которого включен термопреобразователь сопротивления 1, уменьшают в заданное число раз температурный коэффициент

2 термопреобразователя одновременным включением параллельно и последовательно с ним двух постоянных резисторов 6 и 7 с нулевыми температурными коэффициентами. Уменыпение выходного напряжения моста при этом восстанавливают путем дополнительного подогрева термопреобразователя сопротивления импульсным однополярным током заданной амплитуды от генератора 14, В момент равенства выходного напряжения измерительного моста первоначальному значению измеряют среднее значение падения напряжения на термопреобразователе от импульсного тока. Искомое значение температуры определяют по формуле, позволяющей устранить погрешности измерения, обусловленные влиянием на термометр производственных помех, наводок, изменения сопротивления линии связи, изменения температурного коэффициента термопреобразователя сопротивления. 1 з.п. ф-лы, 1 ил, 3 500860

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для косвенного измерения температуры термопреобразователями со5 противления в условиях воздействия производственных помех, наводок и других влияющих неинформативных величин, Цель изобретения — повышение точ- 10 ности определения температуры термометрами сопротивления путем уменьшения влияния на результат измерения погрешностей, обусловленных изменением сопротивления линии связи, по- 15 мех и наводок, а также прогрессирующей погрешности термопреобразователя сопротивления, вызываемой изменением его температурного коэффициента в процессе длительной эксплу- 20 атации °

На чертеже приведена схема устройства для осуществления предложен ного способа.

Устройство содержит термопреоб- 25 разователь сопротивления .1, включенный посредством двухпроводной линии связи .2 в одно из плеч измерительного моста, три другие плеча которого образованы постоянными резисторами 30

3, 4 и 5, манганиновые резисторы 6 и 7, реле 8 с контактной группой 9, источник питания 10 измерительного моста, усилитель 11 выходного напряжения измерительного моста, фазочув- 35 ствительный выпрямитель 12, индикатор 13, генератор 14 прямоугольных токовых импульсов с регулируемой частотой повторения, ключ 15, фильтр нижних частот 16, компенсационный 40 милливольтметр 17, дополнительную линию связи 18.

Способ осуществляют следующим образбм.

В исходном состоянии выходное напряжение измерительного моста U, после усиления и выпрямления равно

U =S (R Ы T+gR„)+gU, (1) где S — чувствительность измеритель"

50 ного моста, В/Ом, R — номинальное сопротивление

Р термопреобразователя, Ом, температурный коэффициент

Р в термопреобразователя, 1/ С;

Т вЂ” определяемая температура контр олир уе мой среды, в которой размещен термопреобразователь, С; д R — дополнительное изменение л сопротивления из мерит ел ьного плеча моста, вызываемое вариациями сопротивления линии связи, Ом;

gU — напряжение небаланса моста, обусловленное наводками и

I помехами, В.

Величину напряжения U фиксируют по показаниям индикатора 13. Затем температурный коэффициент g,) 0 термопреобразователя увеличивают в заданное число и раз. Это операцию производят путем одновременного подключения.с помощью реле 8 к термопреобразователю параллельно и последовательно с ним двух постоянных резисторов 6 и 7 с нулевыми температурными коэффициентами. При заданном значении номинального сопротивления термопреобразователя 1 сопротивление .Я

R, резистора 6 выбирают из соотношения К1=(1-5)К, а сопротивление R резистора 7 определяют по формуле

К =, (2) о 1

Новое значение, температурного коэффициента термопреобразователя при этом становится равным:

R +R (R +R<)

4 1

=и 6

0 а значение сопротивления термопреобразователя остается при этом неизменным. Выходное напряжение измерительного моста при новом коэффициенте, уменьшится до значения

U<=S (R п gT+pR„)+pU (4)

При использовании термопреобразователей сопротивления с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления резисторы 6 и 7 в исходном состоянии подключены соответственно параллельно и последовательно термопреобраэователю.1. В этом случае для увеличения температурного коэффициента сопротивления термопреобраэователя 1 резисторы 6 и 7 одновременно отключают.

Затем замыкают ключ 15 и от генератора 14 через термопреобразователь ! пропускают однополярный импульсный ток постоянной амплитуды I и частотой f, вызывающий дополнительный пеperpea термопреобразователя относи-, тельно температуры Т на величину г

ЬТ- 7 Ы,(1+к (С+ат), (5) 5

1500 где, 1 Р,Iм — коэффициент м к теплоотдачи и площадь охлаждения термо- 5 преобразователя соответ(10) ственно; — длительность импульсов то- . ка, с.

За счет дополнительного подогрева термопреобразователя выходное напряжение измерительного моста возрастет до значения

U> =S (к,п 1(T+hT)+gR„)+dU (6)

Плавно регулируя частоту следования импульсов тока, изменяют среднюю мощност ь нагрева тер мопр ео бр азоват еля до получения первоначального пока20 зания индикатора 1 3. Приравнивая напряжения U> и U ìîæíî получить д Т=Т() (7)

После этого компенсационным милливольтметром 17 измеряют среднее значение падения напряжения от однополо лярного импульсного тока на составном термопреобразователе сопротивле-,,ния, равное

U =I î fR (1+ g (Т+ Т)), (8)

Выраженйе (8) с учетом (5) и (7) приводится к виду

13ср= т Т() (9) откуда и определяется значение искомой температуры

Т= — ()U

HALF 1-и ср

Из полученной формулы видно, что 40 значение искомой температуры пропорционально среднему значению падения напряжения на термопреобразователе сопротивления от однополярного импульсного тока и не зависит от изме- 45 кения сопротивления линии связи,, небаланса измерительного моста, вы,зываемого помехами, чувствительности измерительной схемы, а также от изме- нения температурного коэффициента со- 50 противления в процессе эксплуатации термопреобразователя, Точность предложенного способа в основном определяется погрешностью задания величины п и нестабильностью амплитуды импульсного тока, пропускаемого через термопреобразователь.

При этом суммарная погрешность способа может не гревышать 0,1-0,2 С. о

860 6

Формул а изобретения

1. Способ определения температуры, заключающийся в размещении в исследуемой среде термометра сопротивления, включенного в схему измерительного преобразователя, измерении выходного напряжения измерительного преобразователя при фиксированной температуре исследуемой среды, изменении выходного напряжения измерительного преобразователя, последующем нагреве термометра сопротивI лений импульсным однополярным током постоянной амплитуды до восстановления первоначального напряжения измерительного преобразователя и измерении срЕднего значения падения напряжения на термометре сопротивления от импульсного тока нагрева, о т л. и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения температуры исследуемой среды, изменение выходного напряжения измерительного преобразователя осуществляют путем изменения в заданное число раз величины температурного коэффициента сопротивления термометра, а искомую температуру I определяют по формуле о

Т Г ТГ=„7 Цcp где I — заданная амплитуда импульо сов тока, А;

-соответственно заданные коэффициент теплоотдачи и площадь поверхности термометра сопро-.ивления, Вт м

n — заданный коэффициент изменения температурного коэффициента сопротивления термометра;

U — измеренное среднее значение падения напряжения на термометре сопротивления, В..

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что температурный ко" эффициент сопротивления термометра уменьшают, если он положителен, или увеличивают, если он отрицателен, соответственно путем одновременного подключения или отключения параллельно и последовательно с термометром сопротивления дв".х постоянных термонезависимых рези:.т< ров, сопротивление которых выбирают из соотношений

1500860

Составитель В, Голубев

Редактор И. Сегляник Техред М.Ходанич Корректор Л. Бескид

Заказ 4854/35 Тираж 573 Подписное

ВНИИПИ Госудзрственногo комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

5) о3 = а о ° где R@ — сопротивление термометра при нуле градусов Цельсия,