RU2480719C1 - Преобразователь температуры в напряжение - Google Patents
Преобразователь температуры в напряжение Download PDFInfo
- Publication number
- RU2480719C1 RU2480719C1 RU2011148865/28A RU2011148865A RU2480719C1 RU 2480719 C1 RU2480719 C1 RU 2480719C1 RU 2011148865/28 A RU2011148865/28 A RU 2011148865/28A RU 2011148865 A RU2011148865 A RU 2011148865A RU 2480719 C1 RU2480719 C1 RU 2480719C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- converter
- voltage
- amplifier
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в термометрии. Преобразователь температуры в напряжение содержит последовательно соединенную термопару и усилитель, источник опорного напряжения, который выходом подключен к первому входу сумматора, а также аналоговое делительное устройство и дифференциальный усилитель, соединенные последовательно через прямой вход дифференциального усилителя, а также первый масштабный преобразователь и второй масштабный преобразователь, входом подключенный к первому входу сумматора, а выходом - к инвертирующему входу дифференциального усилителя. Выход усилителя через первый масштабный преобразователь подключен ко второму входу сумматора, а выход сумматора связан со вторым выходом аналогового делительного устройства. Вход квадратора соединен с выходом усилителя и входом первого масштабного преобразователя, а выход подключен к первому входу аналогового делительного устройства. Технический результат: повышение точности работы преобразователя температуры в напряжении с возможностью его настройки и калибровки. 1 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в термометрии.
Известны устройства для преобразования измеренной температуры в напряжение (авт. свид. СССР N473065, М. кл. G01R 7/20, G01R 17/10. бюл. №21 от 05.06.75), содержащие измерительные мосты, питаемые от источника постоянного тока с двумя плечами из активных сопротивлений или с четырьмя составными триодами два из которых прямой проводимости, а два обратной проводимости, где первичными преобразователями температуры являются полупроводниковые терморезисторы, включенные в цепи делителей баз триодов.
Недостатком этих устройств является сложность настройки и калибровки преобразователей.
Известен также преобразователь температуры в напряжении (авт. свид. СССР №1597598 A1 G01K 7/00, 07.10.90, бюл. №37), принятый за прототип, содержащий усилитель, подключенный входом к термопаре, выход которого соединен с первым входом аналогового делительного устройства и через последовательно соединенные масштабный преобразователь и второй вход сумматора подключен ко второму входу делительного устройства, при этом первый вход сумматора связан с источником опорного напряжения, выход которого также соединен через второй масштабный преобразователь со вторым входом дифференциального усилителя, первый вход которого связан с выходом делительного устройства.
Недостатком этого преобразователя является низкая точность работы. Покажем это на примере выходного сигнала указанного преобразователя:
где К2, К3, К4, К5 - безразмерные коэффициенты; U0 - опорное напряжение; Ex - термоЭДС термопары. Из (7) видно, что уменьшаемое в скобах после деления числителя и знаменателя дроби на величину Ех становится безразмерной величиной. Из этой безразмерной величины, представленной напряжением на выходе аналогового делительного устройства, вычитается конкретная физическая величина К6 U0, что является недопустимым с точки зрения физического смысла.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение точности работы с возможностью настройки и калибровки преобразователя температуры в напряжение.
В предлагаемом преобразователе температуры в напряжение это достигается тем, что он содержит последовательно соединенную термопару и усилитель, источник опорного напряжения, выходом подключенный к первому входу сумматора, аналоговое делительное устройство и дифференциальный усилитель, соединенные последовательно через прямой вход дифференциального усилителя, первый масштабный преобразователь и второй масштабный преобразователь, входом подключенный к первому входу сумматора, а выходом к инвертирующему входу дифференциального усилителя, при этом выход усилителя через первый масштабный преобразователь подсоединен ко второму входу сумматора, выход сумматора связан со вторым входом аналогового делительного устройства, а также квадратор, вход которого соединен с выходом усилителя и входом первого масштабного преобразователя, а выход подключен к первому входу аналогового делительного устройства.
На фиг.1 приведена схема предлагаемого преобразователя температуры в напряжение.
Преобразователь температуры в напряжение содержит термопару 1, соединенную с входом усилителя 2, связанного через последовательно соединенный квадратор 3 с первым входом аналогового делительного устройства 4, а также через последовательно соединенный первый масштабный преобразователь 5 со вторым входом сумматора 6, первый вход которого соединен с источником опорного напряжения 7, который через второй масштабный преобразователь 8 подключен ко второму входу дифференциального усилителя 9, первый вход которого связан с выходом делительного устройства 4, при этом выход сумматора соединен со вторым входом делителя 4.
Преобразователь температуры в напряжение работает следующим образом. Температура измеряемой среды Тх преобразуется термопарой 1 в термоЭДС Ex, которая усиливается усилителем 2 до значения напряжения;
Где К2 - коэффициент усиления усилителя 2.
На выходе масштабного преобразователя 5 с коэффициентом передачи К5 формируется напряжение;
а на выходе квадратора 3
На второй вход сумматора 6 подается выходное напряжение с выхода источника 7 опорного напряжения. Соответственно на выходе сумматора в 6 формируется напряжение
Выходное напряжение U6 сумматора поступает на второй вход аналогового делительного устройства 4, на первый вход которого подается напряжение с выхода квадратора 3. После осуществления операции деления устройства 4 напряжение равно;
где К4 - коэффициент передачи делителя 4.
Напряжение U8 поступает на инвертирующий вход дифференциального усилителя 9, а на прямой вход - напряжение U4, то выходное напряжение Uвых дифференциального усилителя 9
где K8 - коэффициент преобразования масштабного преобразователя 8.
Подставив (5) и (7) в уравнение (6), получим выражение для выходного напряжения предложенного преобразователя температуры
где К9 - коэффициент передачи дифференциального усилителя 9.
Выбором коэффициентов К9 и К4 обеспечивается заданное значение нормированного уровня выходного напряжения. Выбором коэффициентов К2 и К5 обеспечивается близкая к линейной зависимость Uвых от преобразуемой температуры Тх в диапазоне Txmin…Txmax, а величиной коэффициента K8 обеспечивается необходимое значение напряжения смещения (Uсм=K8U0) для уменьшения аддитивной составляющей погрешности преобразования и для создания нулевого уровня выходного напряжения Txmin≠0, т.е. в случае, если нормированный диапазон унифицированного сигнала на выходе преобразователя задается от 0 до Uвых.max.
Таким образом, введение квадратора обеспечивает повышение точности работы преобразователя температуры в напряжение по сравнению с прототипом.
Claims (1)
- Преобразователь температуры в напряжение, содержащий последовательно соединенную термопару и усилитель, источник опорного напряжения, выходом подключенный к первому входу сумматора, аналоговое делительное устройство и дифференциальный усилитель, соединенные последовательно через прямой вход дифференциального усилителя, первый масштабный преобразователь и второй масштабный преобразователь, входом подключенный к первому входу сумматора, а выходом к инвертирующему входу дифференциального усилителя, при этом выход усилителя через первый масштабный преобразователь подсоединен ко второму входу сумматора, а выход сумматора связан со вторым входом аналогового делительного устройства, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен квадратором, вход которого соединен с выходом усилителя и входом первого масштабного преобразователя, а выход подключен к первому входу аналогового делительного устройства.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011148865/28A RU2480719C1 (ru) | 2011-11-30 | 2011-11-30 | Преобразователь температуры в напряжение |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011148865/28A RU2480719C1 (ru) | 2011-11-30 | 2011-11-30 | Преобразователь температуры в напряжение |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2480719C1 true RU2480719C1 (ru) | 2013-04-27 |
Family
ID=49153217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011148865/28A RU2480719C1 (ru) | 2011-11-30 | 2011-11-30 | Преобразователь температуры в напряжение |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2480719C1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU917002A1 (ru) * | 1980-04-16 | 1982-03-30 | Предприятие П/Я А-7843 | Устройство дл измерени температуры |
| SU993046A1 (ru) * | 1981-04-29 | 1983-01-30 | Ордена Ленина Институт Кибернетики Ан Усср | Устройство дл измерени температуры |
| SU1345067A1 (ru) * | 1985-11-01 | 1987-10-15 | Государственное Специальное Конструкторское Бюро Теплофизического Приборостроения | Устройство дл линеаризации сигналов термоэлектрических преобразователей |
| SU1597598A1 (ru) * | 1988-07-04 | 1990-10-07 | Предприятие П/Я М-5514 | Преобразователь температуры в напр жение |
| SU1670432A1 (ru) * | 1989-04-11 | 1991-08-15 | Львовское Специальное Конструкторское Бюро "Электротермометрия" Луцкого Производственного Объединения "Электротермометрия" | Преобразователь температуры в напр жение |
| JP3075072B2 (ja) * | 1994-04-20 | 2000-08-07 | 株式会社日立製作所 | 温度変換器 |
-
2011
- 2011-11-30 RU RU2011148865/28A patent/RU2480719C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU917002A1 (ru) * | 1980-04-16 | 1982-03-30 | Предприятие П/Я А-7843 | Устройство дл измерени температуры |
| SU993046A1 (ru) * | 1981-04-29 | 1983-01-30 | Ордена Ленина Институт Кибернетики Ан Усср | Устройство дл измерени температуры |
| SU1345067A1 (ru) * | 1985-11-01 | 1987-10-15 | Государственное Специальное Конструкторское Бюро Теплофизического Приборостроения | Устройство дл линеаризации сигналов термоэлектрических преобразователей |
| SU1597598A1 (ru) * | 1988-07-04 | 1990-10-07 | Предприятие П/Я М-5514 | Преобразователь температуры в напр жение |
| SU1670432A1 (ru) * | 1989-04-11 | 1991-08-15 | Львовское Специальное Конструкторское Бюро "Электротермометрия" Луцкого Производственного Объединения "Электротермометрия" | Преобразователь температуры в напр жение |
| JP3075072B2 (ja) * | 1994-04-20 | 2000-08-07 | 株式会社日立製作所 | 温度変換器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101365340B1 (ko) | 온도 감지회로 및 온도 감지 방법 | |
| Meijer et al. | Smart temperature sensors and temperature sensor systems | |
| KR101375363B1 (ko) | 서미스터를 이용한 온도 측정 장치 | |
| WO2015039499A1 (zh) | 温度检测方法和温度检测装置 | |
| KR20070043514A (ko) | 정밀 전류, 전압 및 전력 측정장치 | |
| RU2480719C1 (ru) | Преобразователь температуры в напряжение | |
| Kochan et al. | Ad-hoc temperature measurements using a thermistor | |
| CN104122469A (zh) | 一种提高测量热电材料Seebeck系数精度的方法 | |
| Abdulwahab et al. | Identification of linearized regions of non-linear transducers responses | |
| RU2372592C2 (ru) | Измеритель температуры, являющийся эквивалентом образцового резистора, и способ, реализуемый в нем | |
| Ikeuchi et al. | A linear temperature-to-frequency converter | |
| RU2451913C1 (ru) | Устройство для измерения температуры | |
| RU2534427C1 (ru) | Устройство для измерения разности температур | |
| Halawa et al. | Integrated calibration system for accurate AC current measurements up to 100 kHz | |
| Funck | Rebuilding of the Scales for AC-DC Transfer at PTB with Reduced Uncertainties of Measurement | |
| US10942069B2 (en) | Temperature measurement apparatus | |
| Pertijs et al. | Voltage calibration of smart temperature sensors | |
| Trancă et al. | A compact size signal conditioning circuit for thermocouple linearization and amplification for industrial IoT devices | |
| Boyko et al. | Analysis and research of methods of linearization of the transfer function of precision semiconductor temperature sensors | |
| Nikonova et al. | Software measurement information processing MEMS sensor | |
| Narczyk et al. | Analog front-end for precise human body temperature measurement | |
| RU2561998C2 (ru) | Цифровой измеритель температуры | |
| RU2488128C2 (ru) | Терморезисторный преобразователь температуры в напряжение | |
| RU2547882C2 (ru) | Способ измерения температуры среды | |
| US20230152165A1 (en) | Temperature sensor with delta base-emitter voltage amplification and digital curvature correction |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131201 |