DE2459623A1 - Elektronisches thermometer mit einer platinsonde - Google Patents
Elektronisches thermometer mit einer platinsondeInfo
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- DE2459623A1 DE2459623A1 DE19742459623 DE2459623A DE2459623A1 DE 2459623 A1 DE2459623 A1 DE 2459623A1 DE 19742459623 DE19742459623 DE 19742459623 DE 2459623 A DE2459623 A DE 2459623A DE 2459623 A1 DE2459623 A1 DE 2459623A1
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- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
- G01K7/18—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer
- G01K7/20—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer in a specially-adapted circuit, e.g. bridge circuit
- G01K7/21—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer in a specially-adapted circuit, e.g. bridge circuit for modifying the output characteristic, e.g. linearising
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Description
PATENTANWÄLTIN ^. <t OO U 4. O
7 STUTTGART 70
AUFDEM HAlQST 29-T.600306
A 2088 Stuttgart, den 16.Dezember 1974
Jean-Marie Bruyere
22, rue Louis Blanc
F-75010 Paris (Frankreich)
Elektronisches Thermometer mit einer Platinsonde
Die Erfindung betrifft ein elektronisches Thermometer mit einer
Platinsonde.
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Thermometer dieser Bauart sind bereits bekannt, wobei die Potentialdifferenz
an den Ausgängen der Platinsonde (oder des Platinwiderstands) , durch die ein Strom bestimmter Grosse fliesst, die
Messung der Temperatur ergibt, die am Messobjekt herrscht.
Derartige Thermometer haben jedoch erhebliche Nachteile. Es ist so, dass als eine Funktion der Temperatur T der Widerstand Pt
einer Platinsonde zwischen 0 und 660° Celsius einer quadratischen Gesetzmässigkeit folgt von der Form Pt » Pto (1 + aT - bT2),
wobei a und b Konstanten sind, während die Grosse Pto im allgemeinen
so gewählt wird, dass sie gleich 100 JT- bei 0° C
beträgt. Dadurch wird die Anzeige eines solchen Thermometers nicht linear.
Um diese Nachteile zu verhindern, sind bereits verschiedene Lösungen vorgeschlagen worden, die sich in zwei Gruppen einteilen
lassen. Einmal kann man Dioden so anordnen, dass man durch Anamorphose die quadratische Gesetzmässigkeit korrigiert.
Eine derartige Lösung ist jedoch kompliziert und die sich ergebende Messanordnung ist nicht temperaturstabil. Zudem erfolgt
die Korrektur in geradlinigen Segmenten und nicht kontinuierlich.
Der zweite Lösungstyp versieht mit Hilfe eines Stromgenerators die Platinsonde mit einem nichtlinearen Korrekturstrom, der
den quadratischen Charakter des Widerstandes Pt ausgleichen soll. Ein solcher Generator verlangt eine grosse Anzahl von
Bau- und Schaltelementen, welche die Kosten erhöhen und das Thermometer komplizieren. Darüberhinaus sind die Abweichungen
kumulativ und schaden der Genauigkeit.
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- Jf*
• 3.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und einen linearisierten Verstärker für ein Thermometer
mit Platinsonde zu schaffen.
Die Erfindung geht somit aus von einem Platinsondenthermometer
mit einem Betriebsverstärker, der zwei differenzielle, mit der Platinsonde und einem Bezugswiderstand verbundene Eingänge aufweist,
während ein weiterer Widerstand zwischen dem Ausgang und dem Eingang des Verstärkers angeordnet und mit dem Bezugswiderstand
verbunden ist, und ist dadurch gekennzeichnet, dass es eine Rückkopplungsstufe zwischen dem Ausgang und dem Eingang
des an die Platinsonde angeschlossenen Verstärkers aufweist.
Die Rückkopplung ermöglicht es, die Messfehler aufgrund des quadratischen Charakters des Widerstandes der Platinsonde
als eine Funktion der Temperatur zu kompensieren. Die Rückkopplung
muss derart beschaffen sein, dass sie mit der Temperatur zunimmt, wobei der Rückkopplungsgrad genügend niedrig bleiben
muss, damit die Leistung des Betriebsverstärkers stabil bleibt.
Die Rückkopplung wird vorzugsweise durch einen Widerstand erreicht,
wobei der Rückkopplungsgrad ein paar Hundertstel beträgt.
Die Erfindung ist in der nachstehenden Beschreibung anhand einer
Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
Fig. 1 die Änderung des Widerstandes Pt einer
Platinsonde als eine Funktion der Temperatur T,
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Thermometers nach der Erfindung,
Fig. 3 den Messfehler, den das Thermometer nach der Erfindung aufweist.
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Die Kurve C in Fig. 1 zeigt die Änderung des Widerstandes Pt einer Platinsonde als eine Funktion der Temperatur T. Der funk-
2 tionale Zusammenhang ist von der Form Pt = Pto (1 + aT - bT ).
Deshalb ist es notwendig,, eine Korrektur anzugeben, welche die Nichtlinearität der Kurve C kompensiert, falls man von der
Sonde eine lineare Messung der Temperatur erwartet.
Das erfindungsgemässe Thermometer ist in Fig. 2 schematisch
dargestellt. Es umfasst einen Betriebsverstärker A, dessen negativer Eingang über einen Bezugswiderstand R2 geerdet ist.
Diese negative Eingangsspannung ist an den Ausgang S des
Verstärkers A über einen Widerstand R1 angelegt.
In ähnlicher Weise ist der positive Eingang des Betriebs-Verstärkers
A über eine Platinsonde Pt geerdet, wobei die Widerstandsänderung der Sonde die Temperatur als eine Funktion
der Temperatur zu messen erlaubt. Die Widerstände R2 und Pt werden parallel gespeist durch einen konstanten Stromgenerator G.
Dieser Generator enthält mindestens eine (nicht dargestellte) Zenerdiode. Wie bei jedem Betriebsverstärker wird die Leistung
des Verstärkers A durch die Widerstände R1 und R2 bestimmt.
Erfindungsgemäss ist zwischen dem Ausgang S und dem positiven
Eingang des Betriebsverstärkers A ein Widerstand R angeordnet, der einen bestimmten Rückkopplungswert (beispielsweise 1/100)
an den positiven Eingang liefert.
Der Widerstand der Platinsonde Pt nimmt mit der Temperatur T zu, ebenso der Rückkopplungsgrad infolge des Widerstandes R.
Infolgedessen ist die Rückkopplung umso grosser, je höher die Temperatur ist, und dies ermöglicht eine Kompensation der
quadratischen Abflachung in der Kurve C bei höheren Temperaturen. Die Ausgangsspannung zwischen dem Anschlusspunkt S und Erde ist
praktisch proportional der Temperatur, welcher die Sonde Pt ausgesetzt ist.
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Die Korrekturspannung (tension d1offset) des Verstärkers A ist
am besten reguliert bei 0° C durch Einstellung des Widerstandes R2 und der Schwund der Empfindlichkeitskurve des Thermometers
bei -100° C durch Einstellung des Widerstandes R1, während der
Rückkopplungsgrad bei +200° C durch Einstellung des Widerstandes R reguliert wird. Unter diesen Umständen ergibt sich ein Messfehler
als eine Funktion der Temperatur, wie er in Fig. 3 dargestellt ist. Diese zeigt, dass der Fehler zwischen -200° und +400° C
vernachlässigbar ist und weniger als 1/2° C bei 600 und bei 1000° C beträgt. Die gestrichelte Kurve in Fig. 3 zeigt die
Fehlerkurve für eine Änderung des Rückkopplungsgrads von 1/100
der optimalen Einstellung.
Das erfindungsgemässe Thermometer ermöglicht somit eine kon-. tinuierliche Korrektur der Charakteristik Pt = f (T), ist
darüber hinaus nicht aufwendig und kompliziert, da nur ein Betriebsverstärker benötigt wird. Seine Einfachheit und die
Tatsache, dass er nur eine kleine Anzahl von Bau- und Schaltelementen benötigt, machen ihn äusserst stabil. Zudem ist seine
Linearität im Bereich von -200 bis +1000° C besser als 10 .
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Claims (3)
- Patentansprüche!..Platinsondenthermometer mit einem Betriebsverstärker, der zwei differenzielle, mit der Platinsonde und einem Bezugswiderstand verbundene Eingänge aufweist, während ein weiterer Widerstand zwischen dem Ausgang und dem Eingang des Verstärkers angeordnet und mit dem Bezugswiderstand verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückkopplungsstufe (R) zwischen dem Ausgang (S) und dem Eingang des an die Platinsonde (Pt) angeschlossenen Verstärkers (A) angeordnet ist.
- 2. Platinsondenthermometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückkopplungsstufe aus einem Widerstand (R) besteht.
- 3. Platinsondenthermometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der durch den Widerstand (R) erzielte Rückkopplungsgrad ein paar Hundertstel beträgt.509825/0830
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR7345197A FR2254785A1 (en) | 1973-12-18 | 1973-12-18 | Platinum sensor thermometer - has a differential amplifier whose inputs are connected to the sensor and to a reference resistor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2459623A1 true DE2459623A1 (de) | 1975-06-19 |
Family
ID=9129367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19742459623 Withdrawn DE2459623A1 (de) | 1973-12-18 | 1974-12-17 | Elektronisches thermometer mit einer platinsonde |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2459623A1 (de) |
| FR (1) | FR2254785A1 (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5741074A (en) * | 1995-06-06 | 1998-04-21 | Thermo Electrioc Corporation | Linear integrated sensing transmitter sensor |
| US7223014B2 (en) | 2003-03-28 | 2007-05-29 | Intempco Controls Ltd. | Remotely programmable integrated sensor transmitter |
-
1973
- 1973-12-18 FR FR7345197A patent/FR2254785A1/fr active Granted
-
1974
- 1974-12-17 DE DE19742459623 patent/DE2459623A1/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5741074A (en) * | 1995-06-06 | 1998-04-21 | Thermo Electrioc Corporation | Linear integrated sensing transmitter sensor |
| US7223014B2 (en) | 2003-03-28 | 2007-05-29 | Intempco Controls Ltd. | Remotely programmable integrated sensor transmitter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2254785A1 (en) | 1975-07-11 |
| FR2254785B1 (de) | 1978-03-03 |
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