SU1377611A1

SU1377611A1 - Temperature-measuring device

Info

Publication number: SU1377611A1
Application number: SU864000727A
Authority: SU
Inventors: Вальдас Юозович Виткявичюс; Ицхок Хаймович Сегалис
Original assignee: Проектно-Конструкторское Бюро "Пунтукас"
Priority date: 1986-01-02
Filing date: 1986-01-02
Publication date: 1988-02-28

Abstract

Изобретение относитс к устройствам дл измерени температуры, работающим в комплекте с термоэлектрическими преобразовател ми с компенсацией изменений температуры свободных концов термоэлектрического преобразователи (ТП). Цель изобретени г повышение точности измерени путем уменьшени погрешностей измереии , вызванных нестабильностью параметров эле- . ментов, цепи компенсации температуры свободных концов ТП. Система регулировани , состо ща нз дифференциальных усилителей 1 и 13, обеспечивает на коллекторах tpaH3HcTopOB 9 и 10 одинаковую величину потенциала. Раз ность напр жени на эмиттерных переходах транзисторов равна К . Да ох где К - посто нна БольцX - In q R, мана; q - зар д электрона; Т(, - абсолютна температура; R, и Rj - сопротивлени участков потенциометра 1 мехщу его движком 2 и выводом, соединенным соответственно с коллекторами транзисторов 9 и 10. При - . In |q л 1 KT, где k,. - чувствительность ТП, что достигаетс регулировкой положени движка потенциометра 1, показани измерительного прибора не завис т от температуры свободных концов ТП. Чувствительность устр-ва регулируетс путем изменени коэффи1щента усилени усилител 13. 1 ил. 55 W со о:The invention relates to temperature measuring devices that are combined with thermoelectric converters with compensation for temperature changes at the free ends of thermoelectric converters (TP). The purpose of the invention is to increase the measurement accuracy by reducing measurement errors caused by the instability of the parameters of the element. cops, circuit compensation temperature of the free ends of the TP. The control system, consisting of differential amplifiers 1 and 13, provides the same potential value on the tpaH3HcTopOB 9 and 10 collectors. The voltage difference across the emitter junction transistors is K. Yes oh where K is constant BoltX - In q R, mana; q is the electron charge; T (, is the absolute temperature; R, and Rj are the resistances of the sections of potentiometer 1 by its engine 2 and the output connected to the collectors of transistors 9 and 10 respectively. When -. In | q l 1 KT, where k ,. is the sensitivity of the TP, What is achieved by adjusting the position of the potentiometer slider 1, the meter readings do not depend on the temperature of the free ends of the TP. The sensitivity of the device is adjusted by changing the gain factor of the amplifier 13. 1 or 55 W with:

Description

Изобретение относитс к температур ным измерени м, а именно устройствам дл измерени температуры, работаю- щим в комплекте с термоэлектрическими преобразовател ми с компенсацией изменений температуры свободных концов термоэлектрического преобразовател .The invention relates to temperature measurements, namely, temperature measuring devices, working in combination with thermoelectric converters with compensation for changes in temperature of the free ends of a thermoelectric converter.

Цель изобретени - повышение точности измерени путем уменьшени погрешностей измерени вызванных нестабильностью параметров элементов . депи компенсации температуры свободных концов термоэлектрического преобразовател .The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy by reducing measurement errors caused by instability of the parameters of the elements. depy compensation temperature of the free ends of a thermoelectric converter.

. На чертеже приведена принципиальна электрическа схема устройства.. The drawing shows a circuit diagram of the device.

Устройство содержит потенциометрThe device contains a potentiometer

I,скольз щий контакт 2 которого подключен к шине 3 источника 4 питани , включающего в себ , например, батарею 5, выключатель 6 и светоДиОд 7 дл индикации включени и исправности элементов схемы термоэлектрический преобразователь 8, термопрео&разов1а- тель дл измерени температуры свободных концов термоэлектрического преобразовател 8 - согласованнуюI, the sliding contact 2 of which is connected to the bus 3 of the power supply 4, for example, the battery 5, the switch 6 and the LED 7 to indicate the activation and serviceability of the circuit elements of the thermoelectric converter 8, a thermoelectric amplifier for measuring the temperature of the free ends thermoelectric converter 8 - matched

пару транзисторов 9 и 10, расположенную р дом со свободными концами тер- моэлектрического преобразовател и имеющую одинаковую с ними температу-. ру, первый дифференциальный усилительa pair of transistors 9 and 10 located adjacent to the free ends of the thermoelectric converter and having the same temperature with them. ru, the first differential amplifier

II,источник 12 опорного напр жени , второй дифференциальный усилитель 13, резистор 14, схему 15 регулировки коэффициента усилени дифференциального усилител 13, включающую в себ например, набор резисторов 16.1,II, reference source 12, second differential amplifier 13, resistor 14, gain gain control circuit 15 of differential amplifier 13, including, for example, a set of resistors 16.1,

16.2, 16,3 и многопозиционный пере- ключатель 17, измерительный прибор 18, например цифровой вольтмё тр , и схему 19 установки нул , включающую в себ , например, источник 20 опорного напр жени и потенциометр 21 16.2, 16.3 and a multi-position switch 17, a measuring device 18, such as a digital voltmeter, and a zero setting circuit 19, for example, a reference voltage source 20 and a potentiometer 21

Устройство работает следуюц т образом .The device works as follows.

Согласованна пара транзисторов 9 и 10 и свободные концы термоэлектри- ческого преобразовател 8 имеют оди- наковую температуру, равную темпера- турб окружающей среды Т. Рабочий спай термоэлектрического преобразойа - тел 8 помещают в среду, температуру Т„5 которой необходимо измерить. The matched pair of transistors 9 and 10 and the free ends of the thermoelectric converter 8 have the same temperature, equal to the ambient temperature T. The working junction of the thermoelectric converter - bodies 8 is placed in the medium, the temperature Т „5 of which must be measured.

Система регулировани , состо ща из дифференциальных усилителей 11 и 13 с большим входным сопротивлением, обеспечивает на коллекторах транзисторов 9 и 10 одинаковую величину потенциала . При этом через транзистор 9 протекает ток i , где U - напр жение источиика 12 опорного напр жени ; R, - сопротивление участка потенциометра между его движком и выводом, соединенным с коллектором транзистора 9 а через транзистор 1Q - ток 1 , где RJ, - сопротивление участка потенциометра I между его движцом 2 и выводом, соеди- ненньм с коллектором транзистора 10. . Разность напр жени uU на эмит- терных переходах первого и второго транзисторов равнаA control system consisting of differential amplifiers 11 and 13 with a large input resistance provides the same potential value at the collectors of transistors 9 and 10. In this case, a current i flows through the transistor 9, where U is the voltage of the source 12 of the reference voltage; R, is the resistance of the section of the potentiometer between its engine and the output connected to the collector of the transistor 9 and through the transistor 1Q is current 1, where RJ is the resistance of the section of the potentiometer I between its propulsion unit 2 and the output connected to the collector of the transistor 10.. The voltage difference uU at the emitter junctions of the first and second transistors is equal to

К Т i, и - in.- Т XK T i, and - in .- T X

xflnf-;(1)xflnf -; (1)

где К - посто нна Больцмана;where K is the Boltzmann constant;

Ч -т зар д электрона;H is the electron charge;

Т, - абсолютна температура, и не зависит от напр жени питани устройства.T is the absolute temperature and does not depend on the supply voltage of the device.

К входу дифференциального усилител 13 приложено напр жениеA voltage is applied to the input of the differential amplifier 13

&U+k,(T,, -ьи,, (2) & U + k, (t ,, -и ,, ,, (2)

где и , - Б,д -- - падение напр «2where and, - B, d - - fall eg "2

жени на резисторе 14; k - чувствительность термоэлектрического преобразовател . Напр жение на измерительном приборе 18 может быть представлено в виде ..on resistor 14; k - sensitivity of thermoelectric converter. The voltage on the measuring device 18 can be represented as ..

и,, .т,,.Кт() +and ,,. t ,,. Cm () +

л,4l, 4

«-(f “- (f

(и„ + и,)(1 +|is-),(and „+ and,) (1 + | is-),

R 14 R 14

R,4 R, 4

ц. 1.; +c. one.; +

U)U)

сопротивление включенного резистора 16- п (п 1,2,3) схемы 15 регулировки коэффициента усилени ; напр жение на выходе схемыthe resistance of the included resistor 16-p (p 1,2,3) of the gain control circuit 15; circuit output voltage

19 установки нул . R 1п т достигаетс регулировкой положени движка потенциометра 1, показани измерительного прибора не завис т от температуры свободных концов термоэлектричес- кого преобразовател Ток 19 installation zero. R 1p t is achieved by adjusting the position of the slider of potentiometer 1, the readings of the measuring device do not depend on the temperature of the free ends of the thermoelectric converter.

Установка нул измерительного при- .бора осуществл етс путем изменени напр жени и„ . Чувствительность уст ройства регулируетс путем изменени коэффициента усилени усилител 13.The zero setting of the measuring instrument is made by changing the voltage and ". The sensitivity of the device is adjusted by changing the gain of the amplifier 13.

формула изобретени invention formula

Устройство дл измерени температуры , содержащее термоэлектрический преобразователь два дифференциальных усилител , источник питани , первый вывод которого соединен с общей шиной 20 устройства, термопреобразователь дл измерени температуры свободных концов термоэлектрического преобразовател , резистор, измерительный прибор, от л и ч а ю щ е е с тем, что, 25 с целью повышени точности измерени Температуры, в него введены потенциометр , источник опорного напр жени , схема регулировани коэффициента усилени , схема установки нул изме- ЗО рйтельного прибора, а термопреобразователь дл измерени температуры своA temperature measuring device containing a thermoelectric converter, two differential amplifiers, a power source, the first terminal of which is connected to the common bus 20 of the device, a thermal converter for measuring the temperature of the free ends of a thermoelectric converter, a resistor, a measuring device that, 25 in order to improve the accuracy of temperature measurement, a potentiometer, a source of reference voltage, a gain control circuit, an installation circuit of zero change - a radiation instrument, and a temperature transducer for measuring its temperature

бодных концов термоэлектрического преобразовател выполнен в виде согласованной пары транзисторов, коллекторы которых подключены соответственно к крайним выводам потенциометра и соединены соответственно с неинвертирующим и инвертирующим входами первого и второго дифференциальных усилителей , инвертирующий и неинвертирующий входы которьгх соединены с выходом источника опорного напр жени , подключенного к источнику питани , второй вьшод которого соединен с движком потенциометра, при этом выход первого дифференциального усилител соединен с базами транзисторов, эмиттер первого транзистора соединен с общей шиной устройства, а эмиттер второго транзистора с первым выводом термоэлектрического преобразовател , второй вьшод которого соединен через резистор с общей шиной устройства и через схему регулировани коэффици- ,ента усилени подключен к выходу.второго дифференциального усилител , . соединенному с первой входной клеммой измерительного прибора, втора входна клемма которого подключена к выходу схемы установки нул измерительного прибора, соединенной с источником питани .The bodied ends of the thermoelectric converter are designed as a matched pair of transistors, the collectors of which are connected respectively to the extreme terminals of the potentiometer and connected respectively to the non-inverting and inverting inputs of the first and second differential amplifiers, the inverting and non-inverting inputs of which are connected to the output of the reference voltage source connected to the power supply , the second output of which is connected to the potentiometer engine, while the output of the first differential force the body is connected to the bases of the transistors, the emitter of the first transistor is connected to the common bus of the device, and the emitter of the second transistor to the first output of the thermoelectric converter, the second pin of which is connected via a resistor to the common bus of the device and connected to the output of the second differential amplifier,. connected to the first input terminal of the measuring device, the second input terminal of which is connected to the output of the zero installation circuit of the measuring device connected to the power source.

Claims

Claim

A temperature measuring device comprising a thermoelectric converter, two differential amplifiers, a power source, the first output of which is connected to the device common bus 20, a thermocouple for measuring the temperature of the free ends of the thermoelectric converter, a resistor, a measuring device, and the other with the fact that, ^ 25 in order to increase the accuracy of measurement: temperature, a potentiometer, a voltage reference source, a gain control circuit, a zero setting circuit - a shorting device, and a thermocouple for measuring the temperature of the free ends of a thermoelectric converter is made in the form of a matched pair of transistors, the collectors of which are connected respectively to the extreme terminals of the potentiometer and are connected respectively to the non-inverting and inverting inputs of the first and second differential amplifiers, inverting and non-inverting inputs of which are connected to the output of the reference voltage source connected to the power source, the second output of which is connected inen with a potentiometer engine, while the output of the first differential amplifier is connected to the bases of the transistors, the emitter of the first transistor is connected to the device common bus, and the emitter of the second transistor is connected to the first output of the thermoelectric converter, the second output of which is connected through the resistor to the device common bus and through the control circuit gain factor is connected to the output of the second differential amplifier connected to the first input terminal of the measuring device, the second input terminal of which It is connected to the output of the zero-setting circuit of the measuring device connected to the power source.