SU1673880A1 - Устройство дл измерени разности температур - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к температурным измерени м и позвол ет повысить точность измерени  разности температур. При изменении температуры одного из терморезисторов 1, 2, включенных в плечи электрического моста 3, измен етс  температура термочувствительных пьезорезонаторов 6 и 17, установленных на нагревающей 19 и охлаждающей 16 поверхност х термоэлектрической батареи 15, расположенной в камере термостата 7, и, соответственно, выходной сигнал преобразовател  20 частоты, подключенного к выходам генераторов 5, 18. Температура в камере термостата поддерживаетс  посто нной с помощью схемы терморегулировани , состо щей из термоэлектрической батареи 9, усилител  14, терморезистора 13 и электрического моста 12. 1 ил.

Description

Изобретение относится к температурным измерениям, а именно к устройствам для измерения разности температур.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

На чертеже представлена электрическая схема устройства для измерения разности температур.

Устройство для измерения разности температур содержит терморезисторы 1 и 2, включенные в плечи электрического моста 3, к измерительной диагонали которого подключены входы дифференциального усилителя 4. генератор 5 частоты с термочувствительным пьезоэлектрическим резонатором 6, размещенным в рабочей камере термостата 7, с расположенными в ней холодными спаями 8 термоэлектрической батареи 9. горячие спаи 10 которой размещены на радиаторе 11 термостата 7, второй электрический мост 12, в одно, из плеч которого включен терморезистор 13, расположенный в рабочей камере термостата 7, а к измерительной диагонали подключены входы второго дифференциального усилителя 14, выход которого соединен с термоэлектрической батареей 9, размещенной в рабочей камере термостата 7 и соединенкой с выходом дифференциального усилителя 4, дополнительную термоэлектрическую батарею 15, на охлаждающей поверхности 16 которой установлен термочувствительный пьезоэлектрический резонатор 17, включенный в схему дополнительного генератора 18, а на нагревающей поверхности 19 - пьезоэлектрический резонатор 6, преобразователь частоты 20, к первому входу которого подключен выход генератора 5, а ко второму - выход генератора 18, и измерительный прибор 21.

Устройство работает следующим образом.

При равенстве температур контролируемых объектов, т.е. при ΔΤ = 0, сопротивление терморезисторов 1 и 2 имеют значения, при которых наступает баланс электрического моста 3. При этом на входах усилителя 4 разность потенциалов равна пулю, а через термоэлектрическую батарею 15 протекает начальный ток, устанавливаемый при настройке устройства. Значение этого тока выбирается таким, чтобы температура нагревающей поверхности батареи 15, и соответственно резонатора 6 была равна Теи, а охлаждающей поверхности и резонатора 17

- Тог. При этом на выходе преобразователя 20 частоты будет сигнал с частотой F_o = foi

- to2. где foi И fo2 соответственно частоты генераторов 5 и 18. а измерительный при бор 21 покажет нулевое значение разности температур.

В процессе настройки устройства подбирается такой режим работы усилителя 14, при котором через термоэлектрическую батарею 9 протекает ток, обеспечивающий температуру в рабочей камере термостата 7, равную То, а между термочувствительными пьезоэлектрическими резонаторами 6 и 17 и средой, заполняющей объем рабочей камеры термостата 7, устанавливается тепловое равновесие.

Температура Т_о поддерживается постоянной с помощью схемы терморегулирования. Изменение температуры внутри рабочей камеры термостата 7 вызывает изменение сопротивления, размещенного в ней терморезистора 13. Это приводит к разбалансу электрического моста 12 и появлению на входах усилителя 14 разности потенциалов, вызывающей изменение протекающего через термоэлектрическую батарею 9 тока. Процесс длится до тех пор, пока температура внутри камеры не станет снова равной То.

Когда температура объекта, например, контролируемого терморезистором 2 повысится, т.е. ΔΤ> 0, его сопротивление уменьшится, в измерительной диагонали моста 3 и на входах усилителя 4 появится положительная разность потенциалов. Это вызывает увеличение тока, протекающего через термоэлектрическую батарею 15. При этом температура ее нагревающей поверхности 19 и резонатора 6 повысится и станет равной Т(, а охлаждающей поверхности 16 и резонатора 17 понизится и примет значение Тг. Частоты генераторов 5 и 18 также изменятся, причем частота генератора 5 увеличится на величину Δί 1 и примет значение fi = f_oi + Δfi, а частота генератора 18 уменьшится на величину Δί₂ и примет значение f₂ = fo2 - Δί₂. При этом частота на выходе преобразователя 20 частоты будет иметь величину AF = Afi + Δί₂.

Если температура, контролируемая терморезистором 2, понизится относительно температуры терморезистора 1 его сопротивление увеличится, а на входах усилителя 4 появится отрицательная разность потенциалов и ток протекающий через термоэлектрическую батарею 15, уменьшится. При этом температура нагревающей поверхности 19 уменьшится и будет равной Τι\ а охлаждающей поверхности 16 тоже уменьшится и будет равна Тг¹.

Частота генератора 5 уменьшится на Δί 1 и станет равной fi¹ = f_oi - Δίι, а частота генератора 18 увеличится на Δί₂ и станет равной f₂’ = f_o2 - z\f₂.

' Изменение частоты на выходе преобразователя 20 частоты будет иметь величину AF-Fo = -(Δίι + Δ f₂). Знак минус перед 5 скобкой указывает на то, что перепад температур терморезисторов 1 и 2 отрицательный.

Температура внутри рабочей камеры 7 всегда остается постоянной и равной Т_о.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для измерения разности температур, содержащее два терморезистора, включенные в смежные плечи электрического моста, к измерительной диагонали которого подключены входы первого дифференциального усилителя, генератор частоты с термочувствительным пьезоэлектрическим резонатором, размещенным в рабочей камере термостата, с расположен- 20 ними в ней холодными спаями термоэлект- рической батареи, горячие спаи которой размещены на радиаторе термостата, второй электрический мост, в одно из плеч которого включен терморезистор, расположенный в рабочей камере термостата, а к измерительной диагонали подключены входы второго дифференциального усилителя, выход которого соединен с термоэлектрической батареей, и измерительный прибор, отличающееся тем, что. с целью повышения точности измерения, в него вве10 дены дополнительная термоэлектрическая батарея, дополнительный генератор частоты с термочувствительным пьезоэлектрическим резонатором, и преобразователь частоты, входы которого соединены с выхо15 дами обоих генераторов частоты, а выход подключен к измерительному прибору, причем один из пьезоэлектрических резонаторов установлен на охлаждающей, а другой на нагревающей поверхности дополнительной термоэлектрической батареи, которая расположена в рабочей камере термостата и соединена с выходом первого дифференциального усилителя.