Устройство для измерения температуры

 

О и й- С -А-" E

Союз Ceserex a

Сециэинстичеекм а

Рее убпик р>655909

ИЗОБРЕТЕНИЯ. К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 29.03.77 (21) 2467319/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (53) Ы. Кл.

G 01 К 7/02

Государстиенный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 050479. Бюллетень № 13 (53) УДК 531,536 (088.8) Дата опубликования описания 050479 (72) Авторы изобретения

Е.И.). )моргун и В.A.ßöóê

P3) Заявитель

Львовский ордена Ленина политехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к технике измерения температуры.

Известны устройства для измерения температуры, содержащие в качестве датчика термопару (1) и (2).

Однако в этих устройствах не обеспечивается линейная шкала.

Известны также устройства для измерения температуры, содержащие термочувствительный элемент, первый магнитный компаратор тока с первичной обмоткой с регулируемым числом витков и регулятором и вторичной обмоткой, второй магнитный компаратор тока с обмоткой с регулируемым числом витков и регулятором, механичес. ки соединенным с регулятором первого магнитного компаратора тока, регулируемые источники тока и образцовый резистор (3).

При соответствующем выборе пара. метров схемы известное устройство обеспечивает выходной сигнал, являющийся квадратичной функцией от числа витков регулируемой обмотки первого магнитного компаратора тока. Однако схема рассчитана на использование в качестве датчика платинового термоМетра сопротивления. Если же в схему вместо термометра сопротивления вклю- 80 чить термопару, то точность измерений будет низкой.

Целью изобретения является повышение точности измерений и расширение диапазона измеряемых температур.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее термочувствительный элемент, первый магнитный компаратор тока с первичной обМоткой с регулятором числа витков и вторичной обмоткой, второй магнитный компаратор тока с обмоткой с регулятором числа витков, механически соединенным с регулятором первого магнитного компаратора тока, регулируемые источники тока, а также образцовый резистор, введены дополнительный образцовый резистор и переменный резистор, движок которого механически соединен с регуляторами числа витков обмоток магнитных компараторов, тока, а второй магнитный компаратор тока снабжен вторичной обмоткой, подключенной одним концом к обмотке с регулятором числа витков, а втооым концом через регулируемый источник тока — к движку переменного резистора, который через дополнительный образцовый резистор подключен к точке соединения обмоток второго маг655909 нитного компаратора тока, которые через образцовый резистор поключены ко вторичной обмотке первого магнитного компаратора тока, причем термочувствительный элемент подключен одним концом к образцовому резисто.ру а другим — к движку переменнога 5 резистора.

На чертеже представлена схема устройства для измерения температуры.

Устройство для измерения темпера- щ туры состоит из первого магнитного компаратора тока (МКТ) 1, содержащего магнитный сердечник 2, на котором намотаны первичная обмотка 3 с регулятором 4, предназначенная для уравновешивания схемы, вторичная обмотка 5 с постоянным количеством витков, нуль-индикатор б и регулируемый источник питания 7 для поддержания баланса его ампер-витков, второго магнйтного компаратора тока (МКТ) 8, содержащего магнитный сердечник 9, на котором намотаны первичная обмотка 10 с регулятором ll, нторичная обмотка 12 с постоянным количеством витков, нуль-индикатор

13 и регулируемый источник пи;ания

14 для поддержания баланса его ампер-витков. Кроме того, устройство включает образцовые резисторы 15 и

16, переменный резистор 17, движок 30

18 которого спарен с регуляторами 4 .и 11 первичных обмоток " и 10 соответственно обоих МКТ механической связью, термоэлектрический термометр

19, нуль-индикатор 20 для определения момента равновесия схемы и источник 21 постоянного тока.

Эависимость термаэлектродвижущей силы образцовых медноконстантаноных термоэлектрических термометров второ- 40 го разряда в интервале от -200 до

ООС выражается формулой =at+ bt+ ct2, (1) где 1 — термаэдс термоэлектричес45 кого термометра при температуре рабочего спая, равной — измеряемая температура; а,b,с — постоянные коэффициенты уравнения, причем с — отрицательная величина.

Термоэдс термоэлектрического термометра измеряется в предлагаемом устройстве потенциометрическим методом. Схема устройства уранновешивается с помощью регулируемой обмотки 55

3 МКТ 1.

Источник постоянного така 20 включен последовательно с регулируемой обмоткой 3 MKT 1 ° К регулируемому источнику питания 7 последовательно 0 подключены первичная регулируемая обмотка 10 МКТ 8, а вторичная обмотка 12 NKT 8, образцовый резистор 16, переменный резистор 17 последовательно подключены к регулируемому источ65 нику питания 14. Нуль-индикаторы 6 и 13 определяют баланс ампер-витков соответственно МКТ 1, 8 и управляют регулируемыми источниками питания соответственно 7 и 14, чтобы обеспечить баланс. ампер-витков магнитных компараторав тока. Образцовые резис торы 15 и 16, переменный Резистор

17, термометр 19 и нуль-индикатор 20 образуют последовательную электрическую цепь. Термоэдс термометра 19 компенсируется алгебраической суммой падений напряжений на резисторах 15 и 16 и переменном резисторе 17.

При балансе ампер-витков 1КТ 1 справедлийо равенство

Ъ 4

I<9<=Ig9l2 или 12 = — I< (2) где I — ток источника постоянного тока 21;

W — количество витков первичных регулируемых обмоток 3 и 10;

W2- количестно витков обмотки

5 МКТ 1;

12 — выхсдной ток Регулируемого источника питания 7. . Из условия баланса ампер-витков

МКТ 8 записываем у1 авнение

12Ж =13®З "лИ 13 = —" 12 (3) 3 где N - количество витков обмотки

12 YiKT 8;

12 — выходной ток регулируемого источника питания 14.

Подставив уравнение (2) в уравнеHHB (3 ) получаем

1з= . 1 . (4) » 2 Вз

Выходное компенсирующее напряжение устройсва равно

0h= I3RH2+ 13 I2R8< = у» И 11 (5 )

RN2I4 + 11

®2 @3 »2 ®3 2 где R, RR — сопротивление образцовых резисторов соответственно

15 и 16;

r — сопротивление участка переменного резистора.

Если W =mt; r=nt, то компенсирующее напряжение U равно

u = t +

И21 2 t+ I< g Щ11 1 (6)

®2 ®Я ®3 2 2I2 где m — коэффициент пропорциональности между количеством виткон W, обмотки 3 и измеряемой температурой п — коэффициент пропорциональности между сопротивлением r участка переменного резистора 17 и измеряемой температурой.

При выполнении требований

»»»»R»»qI», »»»»п1», юЙц»» 2 22 ®2 выходное компенсирующее напряжение

U устройства записывается в виде

= at + bt + ct

3 что является необходимым условием для получения в предлагаемом y;-.rpuA

6559

I1IIH1iIIII Заказ 1"-00/31 Тираж 765 Подписное

Фили л Illlti П,гrе»т, г.ужгород, ул. Проек.ияя, 4 стве прямого отсчета измеряемой температуры.

С помощью подстроек, например сопротивления Вк„, Вк, образцовых резисторов соответственно 15,16 и количества витков W8 обмотки 12 NKT 8, предлагаемое устройство будет точно отградуировано в единицах температуры °

Предлагаемое устройство позволяет получить прямой отсчет и повышает точность измерения температуры с по- 10 мощью медноконстантановых термоэлектрических образцовых термометров второго разряда для инэких температур.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры, содержащее термочувствительный элемент, первый магнитный компаратор тока с первичной обмоткой с регулятором числа витков и вторичной обмоткой, второй магнитный компаратор тока с обмоткой с регулятором числа витков, механически соединенным с регулятором числа витков обмотки первого магнитного компаратора тока, регулируемые источники тока, а также образцовый резистор, о т л и ч а ю щ е е с я

О9 6 тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения диапазона измеряемых температур, в него введены дополнительный образцовый резистор и переменный резистор, движок которого механически соединен с регуляторами числа витков магнитных компараторав тока,а второй магнитный комларатор тока снабжен вторичной обмоткой, подключенной одним концом к обмотке с регулятором числа витков, а вторым концом через регулируемый источник тока — к движку переменного резистора, который через дополнительный образцовый резистор подключен к точке соединения обмоток второго магнитного компаратбра тока, которые через образцовый резистор подключены к вторичной обмотке первого магнитного компаратора тока, причем термочувствительный элемент подключен одним концом к образцовому резистору,a другим — к движку переменного резистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9498512, кл. G 01 К 7/02, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

9498513, кл. G 01 К 7/02, 1976.

3. Патент CIIIA М 3742764, кл. 73-362, 1973.