Устройство для измерения температуры

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

\ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 08.04.81 (25) 3271731/18-10

Союз Соеетскнх

Социалист мческнк

Реску

tu}987417

Р М gw э с присоединением заявки № (23) Приоритет

Государственный иомнтет

СССР но делам нзобретеннй н отирытнй

0 01 Y 7/02

С 01 К 7/12 (33) УДК 536. 532 (088.8 ) Опубликовано 07„01.83.Бюллетень ¹1

Дата опубликования описания 07. б1. 83 (72) Авторы изобретения

Б.Я.Ханин, В.И.Федоров и Л.Ф. ха (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к температурным измерениям, а именно к устройствам для измерения температуры по- . средством термоэлектрического пре образователя с компенсацией термоЭДС свободного сная преобразователя °

Йзвестно устройство.для измере- )p .ния температуры, содержащее термоэлектрический преобразователь, под- . ключенный к входу измерительной

cxeW, термопреобразователь сопротивления для измерения температуры свободного сная термоэлектрического преобразователя, включенный в мостовую схему, в котором выходное найряжение мостовой схем| суммируется с напряжением термоэлектрического преобразователя (1).

Однако устройствО не обеспечивает высокой точности измерения температуры вследствие ..временной нестабильности температурного коэффициента термопреобразователя сопротивления, а также вследствие значительной разницы в величине тепловой инерции термоэлактрического преобразователя и термопреобразователя оопротивления.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения температуры, содержащее термоэлектрический преобразователь, усилитель, выходной блок, включающий в себя компаратор, датчик эталонной температуры и схему управления, полупроводниковый термонреобразователь на основе ри -перехода, расположенный в области сво" бодного сная териозлектрического преобразователя p2).

Недостатком устройства является низкая точность измерения температуры вследствие временной нестабильности обратного, тока ри -перехода и .напряжений смещения усилителей . * постоянного тока. Больщой техноло- гический разброс температурных коэФФициентов прямого напряжения ри -перехода и напряжения смещения усилителей постоянного тока приводит к необходимости индивидуальной настройки каждого устройства, т.е. затрудняется массовое изготовление таких устройств, Целью изобретения является, повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены модулятор, демодулятор, генератор пара987417 фаэного напряжения, резистор и четы ре управляемих источника тока, выходы которых попарно соединены между собой и подключены соответственно к выводам полупроводникового термопреобразователя, причем первый вывод полупровод- 5 никового термопреобразователя через резистор соединен с общей шиной Устройства, второй вывод соединен с не- инвентирующим входом усилителя, инвентирующий вход которого через моду- 10 лятор соединен с выходом термоэлектрического преобразователя, а выход через демодулятор соединен с выходным блоком, выходы генератора парафазного напряжения соединены с управ-15 ляющими входами источников тока, модулятора и демодулятора.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит термоэлектри» 20 ческий преобразователь 1„ усилитель

2 переменного тока, выходной блок, включающий . в себя компаратор 3, схему 4 управления и датчик 5 эталонной температуры, полупроводниковый термопреобразователь 6 на основе ри-перехода, например диод, модулятор 7, демодулятор 8, резистор 9, четыре управляемых источника 10 — 13 тока„ генератор 14 парафазного напря- ЗО жения.

Устройство работает следующим образом.

Выходной сигнал термоэлектрического преобразователя 1 0+1, U„ = 1 - 1 где 1 и 1 термо-ЭДС рабочего и

P свободного спаев, через модулятор 7, преобразующий постоянное напряжение преобразователя 1 в переменное, поступает на инвентирующий вход усилителя 2. На неинвентирующий вход 40 усилителя поступает сигнал с полупроводникового термопреобраэователя, противоположный по фазе сигналу

0, который формируется следующим образом. 45

В течение первой половины периода работы генератора 14 через резистор

9 проходит ток от источников 10 и

12 тока, а через диод — только ток от источника 12 тока. В течение вто- 5О рой половины периода работы генератора 14, через диод и резистор проходит ток от источников 11 и 13 тока, а через диод — от источника 13 тока.

При этом на неинвентирующем входе усилителя 2 возникает переменный сигнал где 1,, 1,1, 1„, 1,- токи, создаваемые соответственно источниками 10-13 тока, причем величину токов 3,1 и 3gg, выбирают много меньшей величины то- 65 ков 3 о и 3 исходя иэ требуемого температурного коэффициента напряжения, равного чувствительности термоэлектрического преобразователя, а величины токов 4 и 1м выбирают та ким образом, чтобы при температуре

Т = 0 U - =0; Ф вЂ” температурный потенциал полупроводникового диода, 11 - сопротивление резистора 9.

На выходе усилителя возникает переменный сигнал, равный разности cHI налов U - U и пропорциональный измеряемой температуре ° Этот переменный сигнал поступает на вход демодулятора, который преобразует его в напряжение постоянного тока.

Компаратор 3 выходного блока срабатывает в момент равенства напряжений с выхода демодулятора и датчика

5 эталонной температуры вызывая срабатывание схемы 4 управления.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным существенным образом повышает точность контроля температуры объекта без периодических регулировок как вследствие того, что составляющая компенсирующего напряжения ЭДС свободного спая не зависит от обратного тока ри-перехода полупроводникового термопреобразователя, так и вследствие устранения влияния дрейфа напряжения смещения нуля усилителя на результат измерения.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры, содержащее термоэлектрический преобразователь, усилитель,. выходной блок, включающий в себя компаратор, датчик эталонной температуры и схему управления, полупроводниковый термопреобразователь на основе р-и -перехода, расположенный в области свободного спая термоэлектрического преобразователя, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены модулятор, демодулятор, генератор парафазного напряжения, резистор и четыре управляемых источника тока, выходы которых попарно соединены между собой и подключены соответственно к выводам полупроводникового термопреобразователя, причем первый вывод полупроводникового термопреобразователя через резистор соединен с общей шиной устройства, второй вывод соединен с неинвентирующим входом усилителя, инвентирующий вход которого через модулятор соединен с выходом термоэлектрического преобразователя, а выход через демодулятор соединен ,с выходным блоком, выходы генерато1ра парафазного напряжения соединены

987417

Составитель В.Куликов

Редактор Т.Кугрышева Техред К.Бабинец Корректор A.Ôåðåíö

Заказ 10281/27 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 с управляющими входами источников тока, модулятора и демодулятора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ф 408170, кл. -G 01 К 7/12, 1972.

2. Патент США М 3921453 кл. 73-361, 1975 (прототип .