Устройство для измерения температуры

Авторы патента:

Набатов Константин Александрович (RU)

G01K7/00 - Измерение температуры термометрами, действие которых основано на использовании термочувствительных элементов, электрических или магнитных (термометры, дающие иные показания, чем мгновенное значение температуры G01K 3/00; измерение электрических или магнитных величин G01R)

Владельцы патента RU 2554295:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ФГБОУ ВПО ТГТУ (RU)

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к термометрии. Устройство содержит термопреобразователь 1, выход которого соединен с индикатором 2 температуры и через последовательно соединенные первый вход первого блока вычитания 3, усилитель 4, масштабирующий элемент 5, первый вход второго блока вычитания 6 с входами индикатора 7 скорости изменения температуры и сигнализатором 8 опасного нарастания температуры. Устройство снабжено также апериодическим фильтром 9, вход которого связан с выходом усилителя 4, а выход подключен ко вторым входам блоков вычитания 3 и 6. Технический результат - повышение быстродействия и помехозащищенности устройства. 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области измерительной техники, в частности к термометрии.

Известно устройство для измерения температуры, содержащее термопреобразователь, генератор импульсов, счетчик, подключенный к цифровому индикатору (авт. свид. СССР №523304, М.Кл.² G01K 7/02, опубликовано 30.07.76, бюл. №28).

Недостатком этого устройства является низкое быстродействие.

Известно также устройство для измерения температуры, содержащее термопреобразователь, генератор измерительных импульсов, схему сравнения, генераторы счетных и эталонных импульсов, счетчик с цифровым индикатором, генераторы запускающих импульсов и уставки (патент США №3768310, кл. 73-362А, опубликован 30.10.73).

Данное устройство также имеет низкое быстродействие.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство, содержащее термопреобразователь, включенный во времязадающую цепь генератора измерительных импульсов, выход которого подсоединен к входу схемы сравнения импульсов, а к ее двум другим входам подключены выходы генератора счетных импульсов и генератора эталонных импульсов, причем выход схемы сравнения импульсов подсоединен к счетчику с цифровым индикатором на выходе, генератор запускающих импульсов, генератор импульсов уставки, а также времязадающий делитель и соединенные последовательно триггер, реверсивный счетчик, схема выявления большего числа, элемент совпадения и исполнительный блок, причем вход триггера подключен к выходу генератора запускающих импульсов, который подсоединен ко второму входу генератора измерительных импульсов, входу генератора эталонных импульсов и входу генератора импульсов уставки, а выход триггера подключен также к второму входу элемента совпадения, третий вход которого соединен с выходом генератора импульсов уставки, при этом второй выход генератора запускающих импульсов подключен к входу времязадающего делителя, выход которого подсоединен к входу уставки нуля реверсивного счетчика, подключенного счетным входом к выходу схемы сравнения импульсов (авт. свид. СССР №718724, М. кл.² G01K 7/00, опубликовано 28.02.80, бюл. №8).

Недостатком данного устройства, принятого за прототип, является также сравнительно низкое быстродействие.

Техническая сущность предлагаемого изобретения состоит в обработке информации, представленной в аналоговой форме, с применением дифференцирующе-сглаживающего апериодического звена для повышения помехозащищенности.

Технический результат достигается тем, что устройство для измерения температуры, содержащее термопреобразователь, индикатор температуры и индикатор скорости изменения температуры, а также сигнализатор опасного нарастания температуры, дополнительно снабжено цепью последовательно соединенных через первый вход первого блока вычитания, усилителем, масштабирующим элементом, первым входом второго блока вычитания, а выход усилителя и вход масштабирующего элемента через апериодический фильтр связан со вторыми входами первого и второго блоков вычитания, при этом выход второго блока вычитания соединен со входами индикатора скорости изменения температуры и сигнализатора опасного нарастания температуры, а первый вход первого блока вычитания связан с выходом термопреобразователя и входом индикатора температуры.

Схема устройства представлена на чертеже.

Устройство для измерения температуры содержит термопреобразователь 1, выход которого соединен с индикатором 2 температуры и через последовательно соединенные первый вход первого блока вычитания 3, усилитель 4, масштабирующий элемент 5, первый вход второго блока вычитания 6 с входами индикатора 7 скорости изменения температуры и сигнализатором 8 опасного нарастания температуры, а также апериодический фильтр 9, вход которого связан с выходом усилителя 4, а выход подключен ко вторым входам блоков вычитания 3 и 6.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал от термопреобразователя 1 (например, термопары) регистрируется индикатором 2, отражая значение измеряемой температуры, и одновременно через блок 3, усилитель 4, масштабирующий элемент 5 и блок вычитания 6 поступает на вход индикатора 7, где фиксируется скорость изменения температуры.

С учетом использования апериодического фильтра 9 передаточная функция цепи (от первого входа блока 3 до выхода блока 6) имеет вид

где T - постоянная времени апериодического фильтра 9;

K₀ - коэффициент усиления усилителя 4;

K₁ - коэффициент усиления элемента 5 и фильтра 9;

p - оператор дифференцирования.

Срабатывание сигнализатора 8 происходит при его настройке на определенное напряжение.

Технико-экономический эффект от использования предлагаемого изобретения определяется высоким быстродействием устройства при его повышенной помехозащищенности.

Устройство для измерения температуры, содержащее термопреобразователь, индикатор температуры и индикатор скорости изменения температуры, а также сигнализатор опасного нарастания температуры, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено цепью последовательно соединенных через первый вход первого блока вычитания, усилителем, масштабирующим элементом и первым входом второго блока вычитания, а выход усилителя и вход масштабирующего элемента через апериодический фильтр связаны со вторыми входами первого и второго блоков вычитания, при этом выход второго блока вычитания соединен со входами индикатора скорости изменения температуры и сигнализатора опасного нарастания температуры, а первый вход первого блока вычитания связан с выходом термопреобразователя и входом индикатора температуры.

Изобретение относится к полупроводниковой электронике, а именно к методам измерения эксплуатационных параметров полупроводниковых источников света, и может быть использовано в их производстве, как для отбраковки потенциально ненадежных источников света, так и для контроля соблюдения режимов выполнения сборочных операций.

Термопреобразователь сопротивления (варианты) и способ его изготовления // 2533755

Группа изобретений относится к измерительной технике и в частности к термоизмерительным преобразователям. Термопреобразователь сопротивления содержит многослойную трубку, состоящую из внешнего металлического слоя, внутреннего диэлектрического слоя, на который намотана катушка чувствительного элемента из изолированного провода.

Устройство для измерения температуры и уровня продукта // 2521752

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерителям уровня путем измерения емкости конденсаторов, и предназначено для измерения температуры и уровня продукта, заполняющего хранилище.

Беспроводная система измерения температуры опорных и упорных подшипников скольжения // 2516918

Изобретение относится к области машиностроения и касается обеспечения контроля температуры подшипников скольжения с самоустанавливающимися колодками или цельной втулкой различного динамического оборудования, например центробежных компрессоров.

Цифровой измеритель скорости изменения температуры // 2506548

Изобретение относится к области температурных измерений и может быть использовано для измерения скорости изменения температуры в автоматизированных системах управления нагревом изделий, а также колодцев и печей в металлургической промышленности.

Способ регулирования распределения температуры в цилиндрическом резервуаре с виноматериалом // 2500797

Изобретение относится к винодельческой промышленности и может быть использовано, в частности, при производстве шампанских вин. Регулирование распределения температуры в цилиндрическом резервуаре с виноматериалом, имеющем снаружи "рубашку" с циркулирующим в ней хладоносителем по замкнутому контуру, включающем вентиль, управляемый электроприводом, компрессор и соединяющие их и "рубашку" трубопроводы, осуществляют путем измерения в центре резервуара температуры виноматериала.

Способ регулирования распределения температуры в цилиндрическом резервуаре с виноматериалом // 2500796

Изобретение относится к винодельческой промышленности и может быть использовано, в частности, при производстве шампанских вин. Регулирование распределения температуры в цилиндрическом резервуаре с виноматериалом, имеющем снаружи "рубашку" с циркулирующим в ней хладоносителем по замкнутому контуру, включающем вентиль, управляемый электроприводом, компрессор и соединяющие их и "рубашку" трубопроводы, осуществляют путем задания требуемой температуры хладоносителя в «рубашке» резервуара, для чего измеряют в центре резервуара температуру виноматериала.

Система контроля температуры насыпи мелкодисперсных материалов // 2498555

Изобретение относится к устройствам контроля температуры сыпучих материалов при их длительном хранении и может быть использовано в устройствах, контролирующих температурный режим в складах силосного типа.

Скважинный датчик // 2498061

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для измерения параметров потока флюида (нефть, вода, газ и их смеси), таких как температура, скорость и фазовый состав, и может быть использовано при проведении геофизических исследований скважин, а также при контроле за транспортировкой жидких углеводородов по трубопроводной системе.

Электронный термометр // 2497441

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в медицинских целях для измерения температуры тела пациентов. Заявлен электронный термометр, в котором состояние контакта с человеческим телом может подтверждаться с помощью простой, удобной для сборки конфигурации.

Цифровой измеритель температуры // 2561998

Изобретение относится к области температурных измерений и может быть использовано в качестве датчика температуры биологических и физических объектов. Цифровой измеритель температуры содержит датчик температуры, терморезистор и цифровой индикатор температуры. В устройство введена мостовая измерительная схема, в плечи которой включены датчик температуры и терморезистор, охваченная петлей отрицательной обратной связи, своим входом связанной с измерительной диагональю моста, а выходом - с диагональю питания моста и состоящей из последовательно соединенных усилителя и генератора управляемой частоты. Вход цифрового индикатора температуры соединен с выходом генератора управляемой частоты. Введение в схему цифрового измерителя температуры отрицательной обратной связи позволяет повысить быстродействие и точность его работы. Технический результат - повышение быстродействия работы цифрового измерителя температуры. 1 ил.

Модульный преобразователь температуры с двумя отделениями // 2566369

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения температуры среды в различных областях техники. Преобразователь (100) температуры включает корпус (112) с двумя отделениями и электронный модуль (120) преобразователя температуры с установкой на головке. Корпус (112) с двумя отделениями имеет первое отделение (114) и второе отделение (110). Первое отделение (114) выполнено с возможностью приема внешней проводки в клеммном блоке по одной трубке. Первое (114) и второе отделения (116) разделены, за исключением прохода электропроводки между ними. Электронный модуль (120) преобразователя температуры с установкой на головке расположен во втором отделении (116) и функционально соединен с клеммным блоком в первом отделении (114). Технический результат - повышение точности получаемых данных. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 10 ил.

Датчик, контролирующий температуру процесса производства, оснащенный сенсорным устройством диагностики ее колебаний // 2594623

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для контроля процесса производства. Датчик 10, контролирующий температуру процесса производства, включает температурный сенсор, предусмотренный для подачи выходного сигнала сенсора 18, связанного с температурой процесса производства. Схема измерения 26, 28 соединена с температурным сенсором 18 и предназначена для определения температуры процесса производства на основании выходного сигнала от сенсора. Выходная схема 24 подает сигнал, связанный с измеряемой температурой. Запоминающее устройство 24 предназначено для хранения данных о температуре, связанных с событиями избыточной температуры, которые испытывает температурный сенсор 18. Диагностическая схема 22 определяет состояние температурного сенсора 18 или других компонентов исходя из накопленных данных о температуре 30. Технический результат - повышение точности получаемых данных. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ и устройство для измерения излучательной способности и плотности сырой нефти // 2601225

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерении плотности сырой нефти в градусах API. Устройство для применения при измерении плотности сырой нефти в градусах API содержит трубопровод (1) для нефти, термопару (4) в трубопроводе для измерения температуры нефти при контакте с ней, сапфировое окно (3) в трубопроводе, инфракрасный термометр (5, 6) для измерения температуры нефти через окно и средство (20) для сравнения измерений температуры, полученных термометрами, с получением меры излучательной способности сырой нефти и, таким образом, ее плотности в градусах API. Технический результат - повышение точности получаемых данных. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Устройство для измерения давления и температуры // 2603446

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для одновременного измерения давления, температуры и теплового потока с компенсацией влияния температуры на результаты измерения давления. Чувствительным элементом (ЧЭ) для измерения давления выбран «кремний на сапфире», состоящий из искусственного сапфира и металлической пленки титана. Дополнительно к сапфировой подложке введены нижняя обкладка, а верхняя обкладка - титановая пленка конденсатора. На сапфире сформирован четырехплечный тензометрический мост (ТМ). Емкостной ЧЭ образован путем расположения между нижней и верхней обкладками конденсатора диэлектрического кольца и защищен от внешних электромагнитных помех экраном. ЧЭ температуры и теплового потока сформирован соосно и симметрично на верхней и нижней поверхностях другой диэлектрической пленки. Пакет конструкции датчика, состоящей из двух частей, собирают в вакууме, располагают внутри корпуса и защищают сеткой. Для электрических соединений предусмотрена клеммная колодка с разъемами и монтажная плата, на которой смонтирована высокоомная защитная схема и усилитель заряда. Полость датчика за мембраной поддерживает связь с атмосферой трубкой с крышками, проходящей сквозь первую часть конструкции датчика. На второй части конструкции датчика выполнены сквозные опорные отверстия не менее 10 штук. Между первой и второй частями конструкции датчика образуется воздушная прослойка. Связь с атмосферой между первой и второй частями конструкции датчика осуществляется опорными трубками и отверстиями. Корпус датчика соединен с общей массой устройства и первой частью конструкции датчика и залит мягким герметиком. Технический результат заключается в возможности одновременно в заданном участке измерять звуковое давление (пульсации, взрывное, ударное, ветровое), давление звука (полное давление), статическое давление (абсолютное, избыточное, дифференциальное), температуру и тепловой поток. 2 ил.

Широкополосный измерительный приемник излучения миллиметрового диапазона с независимой калибровкой // 2616721

Устройство предназначено для измерения плотности потока энергии электромагнитного излучения в миллиметровом диапазоне длин волн и может быть также использовано в качестве образцового приемника для калибровки средств измерения. Приемник представляет собой тонкопленочный, с известным коэффициентом поглощения излучения, выполненный из полуметалла резистивный микроболометр, расположенный на тонкой мембране. Сущность изобретения заключается в том, что тонкопленочный резистивный элемент с известным коэффициентом поглощения и температурным коэффициентом сопротивления одновременно является термочувствительным элементом и поглотителем, что позволяет независимо калибровать устройство синусоидальным электрическим током для определения его вольт-ваттной чувствительности. Технический результат состоит в том, что предлагаемое устройство позволяет измерять плотность потока измерения в широком диапазоне длин волн ММ области спектра с повышенной чувствительностью и заданным быстродействием без применения эталонных средств калибровки по излучению. 1 ил.

Цифровой измеритель температуры // 2622484

Изобретение относится к области термометрии, где в качестве преобразователя используется полупроводниковый диод. Цифровой измеритель температуры содержит источник 1 тока, соединенный своим выходом с термопреобразователем 2 и первым входом схемы вычитания 3, выход которой через последовательно соединенные усилитель 4, генератор управляемой частоты 5 (ГУЧ) и преобразователь частоты в напряжение 6 (ПЧН) соединен со вторым входом схемы вычитания 3. При этом выход ГУЧ 5 связан с первым входом частотно-импульсного вычитающего устройства 7, второй вход которого подключен через последовательно соединенный управляемый делитель частоты 8 к генератору опорной частоты 9, а выход вычитающего устройства соединен с выходом устройства. Предлагаемая следящая система частотно-импульсного типа автоматической компенсации напряжения с выхода термопреобразователя характеризуется высокой точностью работы и линейной зависимостью сигнала от преобразуемой температуры. Технический результат - повышение точности работы устройства путем введения отрицательной обратной связи и представления информации в частотно-импульсной форме. 1 ил.

Устройство для измерения температуры // 2622486

Изобретение относится к области измерения температуры. Предложено устройство для измерения температуры, содержащее датчик теплового потока, который состоит из чувствительного элемента, в качестве которого, например, используются термоэлектрические преобразователи, контактирующие через образцовую теплопроводную пластину с нагревателем, которые размещены в теплоизоляционном корпусе. Чувствительный элемент датчика подключен к входу усилителя постоянного тока, выход которого через последовательно соединенные генератор управляемой частоты (ГУЧ), формирователь импульсов (ФИ) подключен к нагревателю датчика, при этом выход ГУЧ 6 связан с выходом устройства. Предлагаемая следящая система частотно-импульсного типа автоматического регулирования температуры нагревателя датчика теплового потока характеризуется высокой точностью работы и линейной зависимостью сигнала от преобразуемой температуры. Технический результат - повышение точности работы устройства путем исключения источника опорного напряжения, задающего величину недокомпенсации усиленного напряжения с выхода датчика теплового потока и блока извлечения квадратного корня. 2 ил.

Устройство для измерения температуры // 2623712

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано в медицинской технике при цифровых измерениях температуры. Предложено устройство для измерения температуры, содержащее блок индикации, кнопку "Сброс" и последовательно соединенные датчик температуры и частотный преобразователь, регистр и схему сравнения сигналов, один вход которой связан с выходом регистратора, другой - с выходом регистра, а выход - с управляющим входом регистра, установочный вход которого соединен с кнопкой "Сброс". Выход регистратора подсоединен к входу регистра, связанного выходом с входом блока индикации. Устройство дополнительно снабжено триггером Шмидта, генератором импульсов и логической схемой И. Выходы триггера Шмидта генератора импульсов и частотного преобразователя подключены к входам схемы И, выход которой связан с входом регистратора, а вход триггера Шмидта соединен с выходом датчика температуры и входом частотного преобразователя. Применение триггера Шмидта позволило установить возможность постоянства начала измерений температуры больного с некоторого заранее заданного минимального значения, а использование низкочастотного автоколебательного генератора позволило осуществить цикл измерений температуры, пока датчик температуры находится у больного человека, и фиксировать максимальную температуру в течение цикла измерений. Технический результат - повышение точности работы устройства. 1 ил.

Нормализованная динамика процесса // 2633300

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в обрабатывающих установках жидкости и газа. Измерительная система включает в себя модуль (930) построения фильтра, который строит фильтр верхних частот (902) для фильтрации показаний датчика, характеризующих переменную процесса. Модуль (930) построения фильтра устанавливает значения для параметров фильтра на основе значения температуры, характеризующего температуру датчика (246), который получил показания датчика. Технический результат – повышение точности получаемых данных. 4 н. и 20 з.п. ф-лы, 15 ил.