SU1597594A1

SU1597594A1 - Device for measuring difference of temperatures

Info

Publication number: SU1597594A1
Application number: SU884618711A
Authority: SU
Inventors: Владимир Семенович Москалев; Александр Александрович Леонов; Леонид Александрович Свержин
Original assignee: Предприятие П/Я В-2190
Priority date: 1988-11-09
Filing date: 1988-11-09
Publication date: 1990-10-07

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и позвол ет повысить точность измерени разности температур. Устройство содержит терморезисторы 1 и 2, включенные в смежные плечи электрического моста 3, к измерительной диагонали которого подключены входы дифференциального усилител 4, термочувствительный пьезоэлектрический резонатор 5 с нанесенными на его поверхности пленочными нагревател ми 6 и 7, термоэлектрическую микробатарею 8, холодные спаи 9 которой размещены в рабочей камере 10 термостата, снабженного радиатором 11, на котором установлены гор чие спаи 12 микробатареи 8, генератор 13 частоты, в схему которого включен термочувствительный пьезоэлектрический резонатор 5, измерительный прибор 14, например, частотомер, подключенный к выходу генератора 13, дополнительные электрический мост 15, дифференциальный усилитель 16 и терморезистор 17, размещенный в камере 10 и включенный в одно из плеч электрического моста 15, к измерительной диагонали которого подключены входы усилител 16, к выходу которого подключена микробатаре 8. Пленочные нагреватели 6 и 7 резонатора 5, размещенного в рабочей камере 10 термостата, соединены с выходом усилител 4. При разности температур, отличной от нул , измен етс величина тока питани пленочных нагревателей 6 и 7 и температура резонатора 5. Последнее приводит к изменению частоты колебаний генератора 13, которое фиксируетс измерительным прибором 14. При этом температура в рабочей камере 10 термостата поддерживаетс посто нной с помощью термоэлектрической микробатареи 8. 1 ил.The invention relates to a measurement technique and makes it possible to improve the accuracy of measuring the temperature difference. The device contains thermistors 1 and 2 included in the adjacent arms of the electric bridge 3, the measuring diagonal of which is connected to the inputs of differential amplifier 4, thermosensitive piezoelectric resonator 5 with film heaters 6 and 7 deposited on its surface, thermoelectric microbattery 8, cold junctions 9 of which are placed in the working chamber 10 of the thermostat, equipped with a radiator 11, on which the hot junctions 12 of the microbattery 8 are installed, a frequency generator 13, in the circuit of which a temperature-sensitive piezo is included Electric resonator 5, measuring device 14, for example, a frequency meter connected to the output of generator 13, additional electric bridge 15, differential amplifier 16 and thermistor 17 placed in chamber 10 and connected to one of the arms of electric bridge 15, to the diagonal of which the inputs are connected amplifier 16, to the output of which is connected to a microbatcher 8. Film heaters 6 and 7 of the resonator 5 placed in the working chamber 10 of the thermostat are connected to the output of amplifier 4. At a temperature difference other than zero, the change The current value of the supply voltage of the film heaters 6 and 7 and the temperature of the resonator 5. The latter leads to a change in the oscillation frequency of the generator 13, which is fixed by the measuring device 14. At the same time, the temperature in the working chamber 10 of the thermostat is kept constant using a thermoelectric microbattery 8. 1 slug

Description

моста 15, к измерительной диагонали которого подключены входы усилител 16, к выходу которого подключена микрообатаре 8. Пленочные нагреватели 6 и 7 резонатора 5, размещенного в рабочей камере 10 термостата , соединены с выходом усилител 4. При разности температур, отличной от нул , измен етс величина тока питани пленочных нагревателей 6 и 7 и температура резонатора 5. Последнее приводит к изменению частоты колебаний генератора 13, которое фиксируетс измерительным прибором 14. При этом температура в рабочей камере 10 термостата поддерживаетс посто нной с помощью термоэлект эической микробатареи 8. 1 ил.the bridge 15, to the measuring diagonal of which the inputs of the amplifier 16 are connected, to the output of which the microbattery 8 is connected. The film heaters 6 and 7 of the resonator 5 placed in the working chamber 10 of the thermostat are connected to the output of the amplifier 4. At a temperature difference other than zero, the magnitude of the supply current of the film heaters 6 and 7 and the temperature of the resonator 5. The latter leads to a change in the oscillation frequency of the generator 13, which is fixed by the measuring device 14. At the same time, the temperature in the working chamber 10 of the thermostat is maintained TC is constant using a thermoelectric microbattery 8. 1 Il.

Изобретение относитс к измерительной технике и можетбыть использовано дл измерени разности температур и других неэлектрических величин.The invention relates to a measurement technique and can be used to measure temperature differences and other non-electrical quantities.

Цель изобретени - повышение точно- сти измерени и уменьшение инерционности устройства.The purpose of the invention is to increase the measurement accuracy and reduce the inertia of the device.

На чертеже приведена электрическа схема предложенного устройства, дл измерени разности температур.The drawing shows the electrical circuit of the proposed device for measuring the temperature difference.

Устройство содержит терморезисторы 1 м 2. включенные в смежные плечи электрического моста 3, к измерительной диагонали которого подключены входы дифференциального усилител 4. термочувствительный пьезоэлектрический резонатор 5 с нанесенными на его поверхности пленочными нагревател ми б и 7, термоэлектрическую микробатарею 8, холодные спаи 9 которой размещены в рабочей камере 10 термоста- та, снабженного радиатором 11. на котором установлены гор чие спаи 12 микробатареи В, генератор 13 частоты, в схему которого включен термочувствительный пьезоэлектрический резонатор 5, измерительный прибор 14, например частотомер, подключенный к выходу генератора 13 частоты, дополнительные электрический мост 15. дифференциальный усилитель 16 и терморезистор 17, размещенный в рабочей каме- ре 10 термостата и включенный в одно из плеч электрического моста 15, к измерительной диагонали которого подключены входы дифференциального усилител 16. к выходу которого подключена микробатаре 8. Пленочные нагреватели 6 и 7 термочувствительного пьезоэлектрического резонатора 5, размещенного в рабочей камере 10 термостата, соединены с выходом дифференциального усилител 4.Устройство работает следующим обра- . зом,The device contains 1 m 2 thermistors. Included in the adjacent arms of an electric bridge 3, the measuring diagonal of which is connected to the inputs of a differential amplifier 4. A heat sensitive piezoelectric resonator 5 with film heaters b and 7 applied on its surface, thermoelectric microbattery 8, cold junctions 9 of which are placed in the working chamber 10 of a thermostat equipped with a radiator 11. on which the hot junctions 12 of the microbattery B are installed, a frequency generator 13, in the circuit of which a temperature-sensitive device is included An esoelectric resonator 5, a measuring device 14, for example, a frequency meter connected to the output of the frequency generator 13, an additional electric bridge 15. a differential amplifier 16 and a thermistor 17 placed in the working chamber 10 of the thermostat and connected to one of the arms of the electric bridge 15 the diagonal of which is connected to the inputs of the differential amplifier 16. To the output of which is connected to the microbattery 8. Film heaters 6 and 7 of the thermosensitive piezoelectric resonator 5 placed in the working chamber D thermostat 10, connected to the output of the differential amplifier formed 4.Ustroystvo operates as follows. som

После включени устройства в,рабочей камере 10 Гермостата устанавливаетс и поддерживаетс заданна температура То, например 0°Q, с помощью термоэлектрической микробатареи 8, холодные спаи 9 которой разме11 ены в рабочей камере 10.After switching on the device in, the working chamber 10 of the Hermostat is set and maintained at a predetermined temperature T0, for example, 0 ° Q, using a thermoelectric microbattery 8, the cold junctions 9 of which are located in the working chamber 10.

Контроль температуры в рабочей камере 10 осуществл етс герморезистором 17, включенным в плечо электрического моста 15 По достижении в рабочей камере 10 заданной температуры То терморезистор 17 имеет сопротивление, при котором наступает баланс электрического моста 15. При этом разность потенциалов в измерительной диагонали электрического моста 15 и соответственно на входах дифференциального усилител 16 равна нулю,-а через термоэлектрическую микробатарею 8 протекает заданный ток, обеспечивающий в рабочей камере 10 поддержание заданной температуры То;The temperature in the working chamber 10 is controlled by a thermistor 17 incorporated into the shoulder of an electric bridge 15. When the working chamber 10 reaches a predetermined temperature, the thermistor 17 has a resistance at which the balance of the electric bridge 15 comes. At the same time the potential difference in the measuring diagonal of the electric bridge 15 and accordingly, at the inputs of the differential amplifier 16 is equal to zero, -a through the thermoelectric microbattery 8, a predetermined current flows, which ensures that the preset voltage is maintained in the working chamber 10 temperature To;

При равенстве температур контролируемых обьектов сопротивлени терморезисторов 1 и 2 имеют равные значени , при которых обеспечиваетс баланс электрического моста 3. В измерительной диагонали электрического моста 3 и, следовательно. на входах дифференциального усилител 4 разность потенциалов равна нулю и через пленочные нагреватели 6 и 7 протекает начальный ток, соответствующий нулевой разности температур. Этим током термочувствительный пьезоэлектрический резонатор 5 подогреваетс до начальной температуры Ti, существенно отличающейс от температуры То, например до 50°С. Такое соотношение температур То и Ti позвол ет обеспечить посто нство направлени и величины теплового потока. При этом частота генератора 13, задаваема резонансной частотой термочувствительного пьезоэлектрического резонатора 5, принимает некоторое начальное значение.With equal temperatures of controlled objects, the resistances of thermistors 1 and 2 are of equal value at which the balance of the electric bridge 3 is ensured. In the measuring diagonal of the electric bridge 3 and, consequently. at the inputs of the differential amplifier 4, the potential difference is zero and the initial current corresponding to the zero temperature difference flows through the film heaters 6 and 7. With this current, the thermosensitive piezoelectric resonator 5 is heated to the initial temperature Ti, which differs significantly from the temperature To, for example, to 50 ° C. Such a ratio of temperatures, To and Ti, makes it possible to provide a constant direction and magnitude of the heat flux. The frequency of the generator 13, set by the resonant frequency of the thermosensitive piezoelectric resonator 5, takes some initial value.

Если разность температур контролируемых объектов отлична от нул , то возникающий при этом разбаланс электрического моста 3 вызывает изменение тока через пленочные нагреватели 6 и 7 и. следовательно, изменение температуры термочувствительного пьезоэлектрического резонатора 5 и изменение частоты колебаний генератора 13. которое фиксируетс измерительным прибором 14. При этом температура в рабочей камере 10 термостата поддерживаетс посто нной на уровне То.If the temperature difference between the monitored objects is different from zero, then the imbalance of the electric bridge 3 resulting from this causes a change in the current through the film heaters 6 and 7 and. therefore, the temperature change of the temperature-sensitive piezoelectric resonator 5 and the change of the oscillation frequency of the generator 13. which is fixed by the measuring device 14. At the same time, the temperature in the working chamber 10 of the thermostat is kept constant at the level To.

Claims

Formula of shadows A device for measuring the temperature difference containing two thermistors connected to the adjacent arms of an electric bridge, to the measuring diagonal of which the inputs of a differential amplifier are connected, a generator mastitis with a thermosensitive piezoelectric resonator placed in a working chamber of a thermostat fitted with a radiator on which hot junctions of a thermoelectric battery, cold junctions of which are located in the working chamber of the thermostat, and a measuring instrument connected to the output of the frequency generator, which is due to the fact that, in order to increase the measurement accuracy and reduce the inertia of the device, an additional electric bridge, a differential amplifier and a thermistor placed in the thermostat's working chamber and included in one of the arms of the second electric bridge are introduced into it , to the measuring diagonal of which are connected the passages of the second differential amplifier, the output of which is connected to a thermoelectric battery, and the temperature-sensitive piezoelectric resonator is provided with film and heaters deposited on its surface and connected to the output of the first differential amplifier.