SU714174A1

SU714174A1 - Device for measuring the temperature of conductors

Info

Publication number: SU714174A1
Application number: SU782632527A
Authority: SU
Inventors: Петр Максимович Пшиков; Александр Борисович Крапивник
Original assignee: Харьковский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.В.И.Ленина
Priority date: 1978-06-19
Filing date: 1978-06-19
Publication date: 1980-02-05

Description

II

Изобретение относитс к области темпера турных измерений и может быть использовано при измерении быстромен ющихс температур в услови х высокого уровн помех, например дл измерени температуры проводников при нагреве мош ыМн импульсами тока.The invention relates to the field of temperature measurements and can be used to measure fast-changing temperatures under conditions of a high level of interference, for example, to measure the temperature of conductors during heating of a motor with current pulses.

Известно устройство дл измерени температуры , содержащее термопару и усилитель, в котором компенсаци напр жени помехи осуществл етс введением обратной св зи И1.A temperature measuring device is known, which contains a thermocouple and an amplifier, in which the voltage disturbance is compensated by the introduction of feedback I1.

Известно также устройство дл измерени температуры в услови х помех, содержащее термсншру, включенную в мостовую схему с тесньпли индуктивными св з ми 2.It is also known a device for measuring the temperature under interference conditions, comprising a thermal route included in a bridge circuit with tightly inductive couplings 2.

Недостатком этих устройств вл етс низка степень компенсации помех.The disadvantage of these devices is the low degree of interference compensation.

Шиболее близким по технической супшобти вл етс устройство дл измерени температуры , содержащее трехэлектродную термопару , два электрода которой изготовлены из идентичного материала, основной трансформатор и измерительный прибор 3.The closest in technical support is a temperature measuring device containing a three-electrode thermocouple, the two electrodes of which are made of identical material, the main transformer and measuring device 3.

Однако это устройство не обеспечивает высокой точности нзмерешм температуры в услоВИЯХ сильных помех, например при измерении температуры проводников, нагреваемых мощными импульсами тока.However, this device does not provide high accuracy in terms of temperature in conditions of strong interference, for example, when measuring the temperature of conductors heated by powerful current pulses.

Целью изобретени вл етс повышение точности измерени в услови х высокого уровн помех.The aim of the invention is to improve the measurement accuracy under conditions of high levels of interference.

Поставленна цель достигаетс тем, что в известное устройство введены дополнительный трансформатор, резисторы и усилитель, к выходу которого через переменные резисторы и основной трансформатор подключен дополнительный трансформатор, зашунтированный резистором , выход которого соединен со средней точкой двух последовательно соединенных резисторов , подключенных ко входу усилител , и через измерительный прибор - со средним электродом термопары, два идентичных электрода которой подсоединею. ко входу усилител .The goal is achieved by introducing an additional transformer, resistors and an amplifier into the known device, to the output of which an additional transformer is connected through the variable resistors and the main transformer, which is bounded by a resistor, the output of which is connected to the midpoint of two series-connected resistors connected to the amplifier input, and through a measuring device - with a middle thermocouple electrode, two identical electrodes of which are connected. to the input of the amplifier.

На Чертеже представлена схема устройства.The drawing shows a diagram of the device.

Устройство Содержит трехэлектродную термопару 1, имеющую средний электрод 2, например алюмелевый, и два симметричных электрода 3 и 4, выполненных из идентичного ма3 : териала, например хромел . ЭлеКтродь термо пары 1 жестко закреплекы на нагреваемом про воднике 5, например, с помощью конденсаторной сварки, что умейышёт HHepUHoifftibcTb термопары . Электроды 3 и 4 терИбпарб соеш нены со входом усилител 6 к резисторами 7 и S. Выход усилител 6 соединен со входом фазосдвигающей цепочки, состо щей из транс .форматоров 9, 10 и переменных резисторов 41 и 12. Выход фазовой обмотки - вторична . обмотка трансформатора 10, св зан с резистр . ром 13, который через измерите ьда1й прибор 14 соединен с электродом 2 термопары. Уст|юйство работает следующим образом. При нагреве проводника 5 мощным ймпуль . сом тока в контуре 1, образованном электродами 2 и 3, резисторами 7 и 13 йГйзШрйТелЬным прибором 14, и в контуре It, образованном электродами 2 и 4, резисторалш. 8 и 13 и измерительным прибором 14, притекает ток, пропорциональш й термоздс, возникающей между злектродами 21 и 3 в контуре 1 и электродами 2, 4 в контуре И, и ЭДС помехи. ЭДС . помехи е, и е, в J и II контуре завз т от геомтерий контуров, амплитуд и. частоты импульса тока и разности потенциалов между точками приварки злектррдов 2 .и 3 в контуре I и электродов 2 и 4 во П контуре. Если злектроды термопары 1 приваренЬ пр мой и на равном рассто нии относительно злектрода 2, то при равной геометрии и одинаковом расположешш контуров Гй tf адС помехи е, и е, будут равны. Однако этот случай практически нереализуемый. При нарушении же симметрии злектродов 3 и 4, что всегЙа имеет место в реальных изтиерйтёль&х устройствах , по вившиес ЭДС помехи е, и е, вызывамтпротекайие токов помехи: ij - в ветви злектрода 3, i, - в ветви электрода 4; in - ток, протекающий по прибору 14. Ток In мал по сравнению с токами i, i,, что объ сн етс большим внутрейним сопротивлением Измерительного прибора. На вхЪд.изйёр Йтельного прибора поступает сигнал, велйадна которого пропорциональна ЭДС помехи. Йьгход ус лител нагружен на сопротивление резистора И и вносимое сопротивление резистора 12. Так как активное сопротивление резисторов 11, 12 и 13 значительно больше индуктивного сопротивлени обмоток трансформаторов 9 и JO, то гапр экение на выходе трансформатора 9 сдвииуто по фазе на 90° относительно ЭДС 4 помехи. Трансформатор 10 исключает сдвиг..«,. фаз, а в его обмотках напр жение совпадает по фазе с ЭДС помехи. Соотношение между Сопротивлени ми резисторов II и 12 таково, что на выходе трансформатора 10 возтжает ЭДС, равна разности ЭДС помехи е, и в, . При этом ток компенсации i, протекающий по вь ходнрй обмотке трансформатора 10 и :резистору 13, равен in по величине и направлен противоположно. Изменение напр жени на резисторе 13 пропорционально изменению сигнала на входе усилител 6, что обеспечива:ёт автоматическую компенсацию ЭДС помехи при ее изменении, Так как злектроды 3 и 4 выполнены из одного материала, термоздс в контурах I и М равны. На вход усилител поступают сигналы, равные по величине и противоположные по направлению. Это исключает вли дае усилител на сигналы термоэдс. Предлагаемое устройство повышает точность измерени температуры в услови х высокого Зфовн помех благодар компенсации сигнала помехи. Формула и3 обретени Устройство дл измерени температуры проводников, содержащее трехэлектродную термопару , два злектрода которой изготовлены из идентичного материала, основной трансформатор , измерительный прибор, о т л и ч а И щ ее с тем, что, с целью повышени :ТЬчности измерени в услови х высокого уровн помех, в него введены дополвдтельиьш трансформатор , резисторы и усилитель, к выходу которого через переменные резисторы и основной трансформатор подключен дополнительный трансформатор, зашутированный резистором,выход которого соединен со средней точкой двух последовательно соединенных резисторов, подключенных ко входу усилител , и через измерительный прибор;- со зЛектродом термопары, два идентичных электрода которой подсоединейы ко входу усилител . Источники информации, прин тые во внимание при зкспертизе I. Авторское свидетельство СССР № 159311, кл. G 01 К 7/04, 1961. 2.Авторское свидетельство СССР № 161145, кл. G 01 К 7/02, 1963. 3.Авторское свидетельство СССР № 158115, кл. G 01 К 7/04, 1962 (прототип).Device Contains a three-electrode thermocouple 1, having a middle electrode 2, for example, an alumel, and two symmetrical electrodes 3 and 4, made of identical ma3: material, for example, chromel. Electro Thermocouples 1 are rigidly fixed to the heated conductor 5, for example, using capacitor welding, which can be done by a thermocouple HHepUHoifftibcTb thermocouple. Electrodes 3 and 4 of terIbparb are connected to the input of amplifier 6 to resistors 7 and S. The output of amplifier 6 is connected to the input of a phase-shifting chain consisting of transformers 9, 10 and variable resistors 41 and 12. The output of the phase winding is secondary. a transformer winding 10 is connected to resistors. rum 13, which through the measuring device 14 is connected to the electrode 2 of the thermocouple. The device works as follows. When heated, the conductor 5 powerful ympul. Som of current in circuit 1, formed by electrodes 2 and 3, by resistors 7 and 13 of the device, 14, and in circuit It, formed by electrodes 2 and 4, by resistor. 8 and 13 and the measuring device 14, flows the current, proportional thermoelectric effect, arising between the electrodes 21 and 3 in the circuit 1 and the electrodes 2, 4 in the circuit And, and the EMF interference. Emf. interference e, and e, in the J and II circuit depend on the geometry of the contours, amplitudes and. the frequency of the current pulse and the potential difference between the points of welding electrons 2. and 3 in circuit I and electrodes 2 and 4 in the P circuit. If the electrodes of the thermocouple 1 are welded straight and at an equal distance relative to the electrode 2, then with an equal geometry and the same arrangement of the contours Γy, tf the adS interference, e, and e, will be equal. However, this case is practically unrealizable. In the case of violation of the symmetry of the electrodes 3 and 4, which always takes place in real devices & x devices, the EMF interference e, and e, cause the leakage current of interference: ij - in the branch of the electrode 3, i, - in the branch of electrode 4; in is the current flowing through the device 14. The current In is small compared to the currents i, i, which is explained by the large internal resistance of the Measuring device. A signal is received at the input of the Ytel device, the signal of which is proportional to the emf interference. The booster load is loaded on the resistance of the resistor I and the insertion resistance of the resistor 12. Since the resistance of the resistors 11, 12 and 13 is much greater than the inductive resistance of the windings of the transformers 9 and JO, the gap at the output of the transformer 9 is shifted out of phase by 90 ° relative to the EMF 4 interference. Transformer 10 eliminates the shift .. “,. phases, and in its windings the voltage coincides in phase with the EMF interference. The ratio between the resistances of resistors II and 12 is such that at the output of the transformer 10 there is an emf that is equal to the difference in emf of interference e, and in,. In this case, the compensation current i flowing through the winding of the transformer 10 and: resistor 13 is equal in in magnitude and directed oppositely. The change in voltage on the resistor 13 is proportional to the change in the signal at the input of amplifier 6, which provides: automatic compensation of the EMF interference when it changes, Since the electrodes 3 and 4 are made of the same material, the thermoses in circuits I and M are equal. Signals at the input of the amplifier are equal in magnitude and opposite in direction. This eliminates the influence of the amplifier on the thermopower signals. The proposed device improves the accuracy of temperature measurement under high interference noise conditions by compensating for the interference signal. Formula 3 Acquisition Device for measuring the temperature of conductors, containing a three-electrode thermocouple, two electrodes of which are made of identical material, a main transformer, a measuring device, and ti so that, in order to increase: Measurement value under conditions a high level of interference; a dummy transformer, resistors and an amplifier are introduced into it, to the output of which an additional transformer connected by a resistor is connected to the output through variable resistors and the main transformer; connected to a midpoint of the two series-connected resistors connected to the input of the amplifier, and through the meter - with zLektrodom thermocouple, two identical electrode which podsoedineyy to the input amplifier. Sources of information taken into account in the examination I. Copyright Certificate of the USSR № 159311, cl. G 01 K 7/04, 1961. 2. USSR author's certificate No. 161145, cl. G 01 K 7/02, 1963. 3. USSR author's certificate No. 158115, cl. G 01 K 7/04, 1962 (prototype).

Claims

Claim

A device for measuring the temperature of conductors containing a three-electrode thermocouple, the two electrodes of which are made of the same material, a main transformer, a measuring device, and so on. that, in order to improve the measurement accuracy under conditions of a high level of interference, an additional transformer, resistors and amplifier are introduced into it, to the output of which an additional transformer connected by a resistor is connected through the variable resistors and the main transformer, the output of which is connected to the midpoint of two series-connected resistors, connected to the input of the amplifier, and through the measuring device / - with the middle electrode of the thermocouple, two identical electrodes of which are connected to the input of the amplifier.