Устройство для измерения разности температуры

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик iii 857739 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.12.78 (21) 2695299/18-10 (51 ) М. Кд.

G OI К 7/14 с присоединением заявки .%—

Йкудзрстееоеый комитет

СССР (28) П риоритет—

Опубликовано 23.08.81. Бюллетень М 31

Дата опубликования описания 23.08.81 оо аеяам изобретений к открытий (53) УДК 536.532 (088.8) {72) Авторы изобретения. П. А. Дехтярчук и Б. И. Кудлак кое.бюро . ( (71) Заявитель

Ивано-Франковское специальное констр средств автоматизации (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ

ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к измерительной тех0 нике и может быть использовано в различных отраслях промышленности для определения разности температуры, например в теплосчетчиках, используемых для подсчета тепловой энергии жидкого теплоносителя.

Известно устройство для измерения разности температур, содержащее мостовую схему, в смежные плечи которой включены термометры сопротивлений, а в измерительную диагональ моста включен усилитель с отрицательной обрат- О ной связью. Для устранения нелинейности выходной характеристики мостовой схемы используется дополнительный термометр сопротивления, включенный либо параллельно питающей диагонали моста, либо в цепь обратной связи усилителя (1) .

Существенным недостатком этого устройства является то, что оно требует установки дополнительного датчика температуры, что усложняет схему измерения и ее настройку.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению явля. ется устройство, содержащее первый и второй датчики температуры, выполненные в виде термометров сопротивления, включенные в смежные плечи моста, дополнительные резисжрь1 моста и усилитель с отрицательной обратной связью (21.

Однако наличие в известном устройстве до полнительных резисторов мостовой схемы вызывает дополнительную погрешность измерения при изменении внешних условий. Кроме того, зависимость выходного сигнала от разности температур в достаточно широком динамическом диапазоне получается нелинейной.

Цель изобретения — повышение точности и расширение диапазона измеряемых температур.

Эта цель достигается тем, что в устройство для измерения разности температур, содержащее первый и второй датчики температуры, выполненные в видс термометров сопротивления, усилитель с отрицательной обратной связью, введены источник стабилизированного постоянного тока, второй усилитель блок вычитания, согласующие резисторы и резисторы обратной связи, причем источник тока, первый и второй термометры сопротив+» 16 к =—

6 R„

10 16 (7) 12 R15

Т х

1Ю 2 LR9

C9) ®1Я.+ к16 ) (1ИО М

1 13(@14+ к11) Р9 k4.

3 85773 пения соединены последовательно, вход первого, усилителя через согласующий резистор соединен с точкой соединения источника тока и второго термометра сопротивления, вход второго усилителя через согласующий резис5 тор соединен с общей точкой первого и второго термометров сопротивления, выход первого и выход второго усилителей через согласующие резисторы соединены соответствен- . но с неинвентирующим и инвентнрующим входами блока вычитания, причем сопротивления согласующих резисторов и резисторов обратной связи выбраны из соотношения коэффициента передачи по инвертирующему и неинвертирующему каналам 1:2.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство для измерения разности температур содержит источник 1 тока, термометры

2 и 3 сопротивления, соединенные последовательно, операционные усилители 4 и 5, блок

6 вычитания, согласующие резисторы 7 — 10 и резисторы 11-16 обратной связи.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Падения напряжений, выделяющиеся на термометрах 2 и 3 сопротивления при протекании тока от источника 1 поступают на неинвертирующие входы операционных усилителей

4 и 5, охваченных отрицательной обратной связью через резисторы 11 и 12.

Выходные напряжения усилителей 4 и 5 олределяются выражениями

9 4

Коэффициенты передачи вычитающего устрой+ ства 6 по K б прямому К < и инвсрсному каналам определяются соотношениями 1

1((8) 9 где Rq,% ig R „ и Я сопротивления соответственно резисторов 9, 10, 13 и 16.

Напряжение на выходе блока 6 вычитания определяется соотношением

И6 К 0-К 0 я "4н 2

"Э 14

"10 ®1k+ 15)

) I R2+R5)1Б 10 6 к1I (2+къ) К2.ТК»

40 (12) Kz = 2к) 45 к,+ „

K "- !

55 l4+R И

5 о = (ж, )к„, (,) о где J — ток источника 1 тока;

Q u R — сопротивления термометров 2 и 3

2 сопротивления соответственно;

К К вЂ” коэффициент передачи операционных

4 5 усилителей 4 и 5 соответственно.

Коэффициенты передачи операционных усилителей 4 и 5 определяются выражениями д + R!! (4!

5 где k — 1 — сопротивления резисторов 11—

<5

15 соответственно.

Подставив значения коэффициентов передачи в формулы (1) и (2) получаем

1.1 = E(R +1 „) (5)

Ц 1Б

В связи с тем, что коэффициенты К, и

Kz независимы между собой, всегда имеется возможность выбрать значения сопротивлений резисторов таким образом, чтобы выполнялось условие

При этом формулу (9) можно переписать в виде

=К„ ) .оК ?К вЂ” 2.K1IR»=

=KqT (Rs-ß») (qy) т.е. получаем линейную зависимость выходного сигнала от разности температур.

Погрешность измерения температуры по предлагаемой схеме не превышает 0,1% в диапазоне измеряемых температур от 20 до

150 С.

Изменяя коэффициенты передачи операционных усилителей можно вводить коррекцию

I характеристики преобразования входных сигналов, необходимую для учета факторов, влияющих на погрешность измерения.

857739

Составитель Н. Горшкова

Техред М. Коштура Корректор С. Корниенко.

Редактор Н. Рогулич

Заказ 7226/67 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Устройство для измерения разности температуры, содержашее первый и второй датчики температуры, выполненные в виде термометров сопротивления, усилитель с отрицательной обратной связью, о т л и ч а юш е е с я тем, что, с целью повышения

:точности и расширения диапазона измеряемых температур, в устройство введены источник стабилизированного постоянного тока, второй усилитель, блок вычитания, согласующие резисторы и резисторы обратной связи, причем источник тока, первый и второй термометры сопротивления соединены последовательно, вход первого усилителя через согласуюший резистор соединен с точкой соединения источника тока и второго термометра сопротивления, вход второго усилителя через согласующий резистор соединен с общей точкой первого и второго термометров сопротивления, выход первого и выход второго усилителей через согласующие резисторы соединены соответственно с неинвертируюшими и инвертируюшими входами блока вычитания, причем сопротивления согласующих резисторов и резисторов обратнои связи выбраны из соотношения коэффициента передачи по инвертируюшим и неинвертируюшим каналам

1:2. ..с

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 263211, кл. G 01 К 7/18, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР К 528464, кл. G 01 К 17/08, 1974 (прототип).