SU1130748A1 - Устройство дл измерени температуры - Google Patents

Abstract

1.УСТРОЙСТВО ДПЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее термоэлек- . трический преобразователь, четырехплечий электрический мост с двум  идентичными термочувствительными резисторами с линейной зависимостью сопротивлени  от температуры, включенными В противоположные плечи моста , и двум  термонезависимыми резисторами , регистратор, включенный последовательйо с термоэлектрическим преобразователем в одну из диагоналей моста, и генератор посто нного тока, включенньй в другую диагональ, моста, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерений путем уменьшени  погрешности компенсации вли ни  изменени  температуры холодного спа  термоэлектри; чёского преобразовател , сопротивление одного из термонезависимых ре зисторов В п раз больше, а другого В п раз меньше сопротивлени  термочувствительных резисторов при температуре 0°С, при зтом величину п определ ют из уравнени  е, i ((Aiг + oltaHl+Ati + 0. h (il,V - температурный коэффициент где вЬ сопротивлени  термочувствительных резисторов; ty- значени  температур холодно ного спа  термоэлектрического преобразовател  в преде-, лах диапазона ее изменени fС J. Ч ,и значени  ЭДС термоэлектричес-1 кого преобразовател  стандартной градуировки при темtj соответстпературах венно. 2.Устройство поп.1,отличающ е е с   тем, что, с целью упрощени  подстройки моста под индивидуальную градуировочную характеристику термоэлектрического преобразовател , СО один из термонезависимых резисторов о NU выполнен, переменным, а генератор посто нного тока выполнен на операционном усилителе с источником опорного 00 напр жени , при выход усилител  подключен к одной из вершин второй i ;диагонали моста, а его инвертирующий ВХОД соединен с другой вершиной той же диагонали и через дополнительный переменный резистор с одной из шин источника опорного напр жени , втора  шина которого соединена с неиивер тирующим ВХОДОМ операционного усилител .

Description

1 Изобретение относитс  к приборостроению , а именно.к устройствам дл  измерени  температуры- с помощью термоэлектрических преобразователей с компенсацией вли ни  изменени  тем пературы их холодного спа . Известно.устройство дл  измерени  температуры содержащее термоэлектри ческий преобразовательJ электрически мост с одним термочувствительным и трем  термонезависимыми резисторами, включенными в его четыре плеча, регистратор и источник посто нного напр жени  ij . Недостатками этогоустройства  вл ютс  невысока  точность компенса ции вли ни  изменени  температуры холодного спа  термоэлектрического преобразовател  и сложность подстрой ки под индивидуальную градуировочную характеристику термоэлектрического преобразовател . Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство дл  измерени  температуры содержащее термоэлектрический преобразователь , четырехплечий электричес кий мост с двум  идентичными термом чувствительными резисторами с линейной зависимостью сопротивлени  от температуры, включенными в противоположные плечи моста, и двум  термон зависимыми резисторами,-регистратор, включенный последовательно с термоэлек трическим преобразователем в одну из диагоналей моста, и генератор посто нного тока, включенный в.другук диагональ .моста . Недостатком известного устройства  вл етс  мала  точность компенсации вли ни  изменени  температуры холодного спа  термоэлектрических преобразователей с вогнутой градуировочно характеристикой, например , и других, так как выходное напр жени „„..„„„„ „„„„.„„„ „„„„«„..и . такого моста  вл етс  линейной функцией температуры. Цель изобретени  - повышение точности измерений температуры путем умёньшени  погрешнрсти компенсации вли ни  изменени  температуры холодного спа  термоэлектрического преобразовател . Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройстве дл  измерени  температуры , coдepжaщe термоэлектрический преобразователь, четырехплечий электрический мост с двум  идентичным 482 термочувствительными резисторами с линейной зависимостью сопротивлени  от температуры, включенными в противоположные плечи моста, и двум  тер- монезависимыми резисторами, регистратор , включенный последовательно с термоэлектрическим преобразователем в одну из диагоналей моста, и генератор посто нного тока, включенный в другую диагональ моста, сопротивление одного из термонезависимьпс резисторов в п раз больше, а другого - в п раз меньше сопротивлени  термочувствительных резисторов при температуре 0°С, при этом величину п опредеп ют из уравнени  е, i (2 iiVU4 i i E24/(2ieii,Vn+6t.i,l n42n(Uoi,t,) , t, 24oti, e ii2toti2 где oi - температурный коэффициент сопротивлени  термочувствительньк резисторов; значени  температур холодно:го спа  : термоэлектрического преобразовател  в пределах диапазона ее изменени ,С; е и е значени  ЭДС термоэлектрического преобразовател  стандартной градуировки при температурах t и tg соответственно. Дл  упрощени  подстройки моста под индивидуальную градуировочнуто характеристику термоэлектрического преобразовател  один из термонезависимых резисторов может быть вьшолнен переменным, а генератор посто нного тока - регулируемым на операционном усилителе с источником опорного напр жени , при этом -ВЫХОД усилител  подключаетс  к одной из вершин второй диагонали мос:та , а его инвертирующий вход соедин  .......-, ..„ етс  с другой вершиной той же диагонаЛИ и через дополнительный переменный резистор с одной из шин источника опорного напр жени , втора  шина которого соедин етс  с неинвертирующим входом операционного усилител . На чертеже приведена схема предложенного устройства. Устройство содержит термоэлектрический преобразователь 1, четырехпле-чий электрический мост, образованный . термочувствительными, резисторами 2 и 3, изготовленными из материала с линейкой зависимостью сопротивлени  от температуры, например из меди, и включенными в два противоположных пл ча моста, и термонезависимыми резисторами 4 и 5 из материала с очень малым температурным коэффициентом сопротивлени , например из манганина включенными в два других противополо ных плеча моста, регистратор 6, вклю ченный последовательно с термоэлектрическим преобразователем 1 в одну из диагоналей моста, генератор 7 посто нного тока, выполненный на операционном усилителе 8 с источником 9 опорного напр жени  и переменным резистором 10 и включенный в другую диагональ моста. Компенсирующее напр жение 1) , сни маемой с выходной диагонали моста и суммирующеес  с ЭДС термоэлектрического преобразовател  1, зависит от величины тока 3 генератора 7 и сопротивлений резисторов 2-5 .-Rz, R,,.R, tR,.Ra где R. и Ri - сопротивлени  термоt ( 2 чувствительных резисторов 2 и 3; R, и Rg - сопротивлени  термон зависимых резисторов 4 и 5. Если термочувствительные резисто ры 2 и 3 изготовлены из одного и того же материала с линейной зависимостью сопротивлени  от температу ры t, то Rt, Ria ) (3) где R - сопротивление резисторов 2 и 3 при температуре ОС; ct - температурный коэффициент сопротивлени . С учетом выражени  (З) уравнени ( 2) приводитс  к виду R iUoLtf-R,-Ra )+R,iRi ыэпротивление одного из те монезависимых резисторов 4 и 5 в п раз больше, а другого - в п раз меньше такого значени  сопротивлени  термо чувствительных резисторов 2 и 3, при котором мост уравновешен. Так как ЭДС термоэлектрических преобразователей всех стандартных градуиро вок равна нулю при , то мост балансируетс  дл  данной температуры. При этом R nR, R2 .C учетом последнего сооотношение (+)можно записать в виде U 1 :R --ili i}li ° °2-(.i При равенстве величины ЭДС термоэлектрического преобразовател  I и напр жени  U при двух разных значени х температуры холодного спа  термоэлектрического преобразовател  в середине и в конце диапазона ее изменени  (t и to) получаем ,-(,l . Р.т .( ь, с 2UtDii, р .с-1,) 2-o oГ) 2(Uett2Un4i де е. и е- - значени  ЭДС термоэлектрического преобразовател  1 стандартной градуировки при температуpax t, и tj, . Решив систему уравнений (6) и (7) относительно Oj, и п, можно определить требуемую величину тока Зд питани  моста и номиналы термонезависимых резисторов 4 и 5. При этом величина п определ етс  из уравнени  (О , а величина DQ с учетом полученного значени  п, находитс  из уравнени  Io-Ro.ett( е,.2(ио(.1,пД Таким образом, в предложенном устройстве достигаетс  точное равенство компенсирующего напр жени  U, и ЭДС термоэлектрического преобразовател  при трех разных значени х температуры , что и позвол ет практически полностью воспроизвести градуировочную характеристику термоэлектрического преобразовател  в области изменени  температуры,его холодного спа . Необходимое изменение величины тока Зр легко осуществл етс  изменением сопротивлени  переменного резистора 10. Выполнение по крайней мере одного из термонезависймых резисторов 4 и 5 переменным позвол ет корректировать погрешность от технологического разброса параметров элементов моста и самого термоэлектрического преобразовател  1.

Предлагаемое устройство технологично в изготовлении и по сравнению с известиым,: гуществеино повышает точность измерени  температуры путем значительного уменьшени  погрешности 5

компенсации вли ни  изменени  температуры холодных спаев, термоэлектрических преобразователей в 20 раз дл  термоэлектрического преобразовател  градуировки ППр-и в 10 раз дл  ХА.

S

Claims (2)

1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее термоэлектрический преобразователь, четырехплечий электрический мост с двумя идентичными термочувствительными резисторами с линейной зависимостью сопротивления от температуры, включенными в противоположные плечи моста, и двумя термонезависимыми резисторами, регистратор, включенный последовательно с термоэлектрическим преобразователем в одну из диагоналей моста, и генератор постоянного тока, включенный в другую диагональ, моста, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений путем уменьшения погрешности компенсации влияния изменения температуры холодного спая термоэлектри. чёского преобразователя, сопротивление одного из термонезависимых ре:зисторов в η раз больше, а другого в η раз меньше сопротивления термочувствительных резисторов при темпера туре 0°С, при этом величину η определяют из уравнения

2 + oit₂ где - температурный коэффициент сопротивления термочувствительных резисторов;

t^H t_z~ значения температур холодноного спая термоэлектрического преобразователя в пределах диапазона ее изменения °C/ g Г, и Eg^- значения ЭДС термоэлектрического преобразователя стандартной градуировки при температурах Ци tg соответственно. Q

2.Устройство поп.1,отлича ю— щ е е с я тем, что, с целью упроще- .

^: ния подстройки моста под индивидуалы ную градуировочную характеристику термоэлектрического преобразователя, один из термонезависимых резисторов выполнен, переменным, а генератор постоянного тока выполнен на операцйонном усилителе с источником опорного напряжения, при этом выход усилителя подключен к одной из вершин второй ι диагонали моста, а его инвертирующий вход соединен с другой вершиной той же диагонали и через дополнительный переменный резистор с одной из шин источника опорного напряжения, вторая шина которого соединена с неинвертирующим входом операционного усилителя.

113074S