SU838414A1 - Device for measuring temperature difference - Google Patents

Device for measuring temperature difference Download PDF

Info

Publication number
SU838414A1
SU838414A1 SU792762365A SU2762365A SU838414A1 SU 838414 A1 SU838414 A1 SU 838414A1 SU 792762365 A SU792762365 A SU 792762365A SU 2762365 A SU2762365 A SU 2762365A SU 838414 A1 SU838414 A1 SU 838414A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
keys
amplifier
voltage
output
key
Prior art date
Application number
SU792762365A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Дмитриевич Гринец
Original Assignee
Львовский Ордена Ленина Политехническийинститут
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Львовский Ордена Ленина Политехническийинститут filed Critical Львовский Ордена Ленина Политехническийинститут
Priority to SU792762365A priority Critical patent/SU838414A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU838414A1 publication Critical patent/SU838414A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Description

1one

Изобретение относитс  к измерительной технике и предназначено дл  точного измерени  разности температур .This invention relates to a measurement technique and is intended to accurately measure temperature differences.

Известно устройство дл  измерени  разности температур, содержащее два трансформатора тока, первичные обмот ни которых соединены последовательно с реохордом, а ко вторичным обмоткам подключены термометры сопротивлени , потенциальными выводами соединенные последовательно с участком реохорда между его началом и движком ко входу нуль-органа l .A device for measuring the temperature difference is known, which contains two current transformers, the primary windings of which are connected in series with a reichord, and resistance thermometers connected to the secondary windings, potential leads connected in series with the section of the reichord between its beginning and the engine to the zero-organ input l.

Недостатка.ми этого устройства  вл ютс  наличие погрешности измерени  вызванной погрешност ми трансформаторов тока; наличие в схеме малонадежного реохорда с подвижным механическим контактом; отсутствие на выходе сигнала в виде напр жени  посто нного тока, пропорционального измер емой разности температур.The disadvantage of this device is the presence of measurement errors caused by the errors of current transformers; the presence in the scheme of unreliable rheochord with a movable mechanical contact; the absence of a signal at the output in the form of a DC voltage proportional to the measured temperature difference.

Известно устройство дл  измерени  абсолютного значени  температуры, содержащее термометр, подключенный последовательно с калиброванным резистором к источнику питани , конденсатор , выводы которого подключены к средним Точкам попарно соединенныхA device for measuring the absolute value of the temperature is known, comprising a thermometer connected in series with a calibrated resistor to a power source, a capacitor whose terminals are connected to the middle Points connected in pairs

четырех ключей, входы и выходы каждой пары ключей соответственно подключены к термометру цепи, состо щей из последовательно соединенных калиброванного резистора и нуль-индикатора 2.The four keys, the inputs and outputs of each pair of keys, respectively, are connected to a thermometer circuit consisting of a series-connected calibrated resistor and a null indicator 2.

Кнедостаткам этого устройства следует отнести то, что выходной сигнал (величина калиброванного резистора в момент компенсации) пропорционален величине абсолютного значени  сопротивлени  термометра, а не приращению сопротивлени , пропорционального измер емой температуре; в качестве компенсирующегр элемента используетс  точный регулируемый калиброванный резистор; термометр сопро тивлени  гальванически св зан со схемой измерени , что-снижает помехоустойчивость устройства дл  случа  удалени  термометра на значительные рассто ни  от устройства; не обеспечиваетс  измерение разности температур , котора  пропорциональна разности сопротивлений обоих термометров, выходной сигнал устройства (величина калиброванного резистора) не пригоден дл  использовани  в системах централизованного контрол  дл  ввода на многоканальные АЦД или УВМ.The residues of this device should be attributed to the fact that the output signal (the value of the calibrated resistor at the time of compensation) is proportional to the absolute value of the resistance of the thermometer, and not to the increment of resistance proportional to the measured temperature; A precise adjustable calibrated resistor is used as a compensating element; The resistance thermometer is galvanically connected to the measurement circuit, which reduces the immunity of the device for removing the thermometer to a considerable distance from the device; a measurement of the temperature difference, which is proportional to the resistance difference of both thermometers, is not provided; the output signal of the device (the value of the calibrated resistor) is not suitable for use in centralized control systems for input to multichannel ADC or UVM.

Наиболее близким по технической ущности и достигаемому результату предложенному  вл етс  устройство л  измерени  разности температур, одержащее последовательно соединенные и подключенные к стабилизатору ока термометры сопротивлени , по- . тенциальные выходы которых соединены со входами двух пар ключей, последовательно соединенные усилитель переменного тока, демодул тор, усилитель посто нного тока, к выходу которого подключены масштабный резистор и резистор обратной св зи, генератор .The closest in technical grip and the achieved result proposed is a device for measuring the temperature difference, which has series-connected and connected to the stabilizer of the eye resistance thermometers. the potential outputs of which are connected to the inputs of two pairs of keys, an AC amplifier connected in series, a demodulator, a DC amplifier, to the output of which a large-scale resistor and a feedback resistor are connected, a generator.

К недостаткам устройства следует отнести сравнительно низкую чувствительность устройства, определ емую тем, что напр жение на выходе сумматора уменьшаетс  на число, равное числу резистора в сумматоре (в данном случае напр жение разбаланса измерительной схемы устройства уменьшаетс  в три раза); наличие методической погрешности измерени  от изменени  сопротивлений термометра и линий св зи (величина погрешности определ етс  соотношением величин сопротивлений термометра с линией св зи и резистора сумматора и уменьшаетс  с уменьшением этого соотношени ); низкую помехоустойчивость.The disadvantages of the device include the relatively low sensitivity of the device, determined by the fact that the voltage at the adder output decreases by a number equal to the number of resistors in the adder (in this case, the unbalance voltage of the measuring circuit of the device is reduced by three times); the presence of a methodological measurement error due to a change in the resistances of the thermometer and communication lines (the value of the error is determined by the ratio of the resistance values of the thermometer with the communication line and the resistor of the adder and decreases with decreasing this ratio); low noise immunity.

Цель изобретени  - повышение точности из Ifepeни  разности температур.The purpose of the invention is to improve the accuracy of the difference between temperature.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные и подключенные к стабилизатору тока термометры сопротивлени , потенциальные выходы которых соединены со входами двух пар ключей, последовательно соединенные усилитель переменного тока, демодул тор , усилитель посто нного тока, к выходу которого подключены масштабный резистор и резистор обратной св зи, генератор, введены два конденсатора, четверта  пара ключей и дополнительный ключ, при этом выходы ключей первой и второй пары соединены со входами ключей соответственно третьей и четвертой пары, параллельно которым включены конденсаторы, выход первого ключа третьей пары соединен со входом усилител  переменного тока и через дополнительный ключ - с земл ной шиной, выход первого из ключей четвертой пары соединен с общей точкой масштабного резистора и резистора обратной св зи, выходы вторых ключей третьей и четвертой пар соединены между собой, а цепи управлени  ключей, входы которых соединены с потенциальными выводс1ми термометров сопротивлени , и дополнительного ключа подключены к одному выходу генератора , к другому выходу которого подключены цепи управлени  остальных ключей.The goal is achieved by the fact that in a device containing series-connected and connected to a current regulator resistance thermometers, the potential outputs of which are connected to the inputs of two pairs of keys, are connected in series an AC amplifier, demodulator, DC amplifier, to the output of which a large-scale resistor is connected and a feedback resistor, a generator, two capacitors are inserted, a fourth pair of keys and an additional key, while the outputs of the keys of the first and second pair are connected to in The keys of the third and fourth pairs, respectively, in parallel with which the capacitors are connected, the output of the first key of the third pair are connected to the input of the AC amplifier and, via an additional switch, to the ground bus, the output of the first key of the fourth pair is connected to the common point of the scale resistor and feedback resistor zi, the outputs of the second keys of the third and fourth pairs are interconnected, and the control circuits of the keys, the inputs of which are connected to potential terminals of the resistance thermometers, and an additional key under lyucheny to one output of the generator, to the other output of which is connected to the remaining keys control circuit.

На чертеже представлена блок-схема устройства.The drawing shows the block diagram of the device.

Соединенные последовате льно термометры сопротивлени  1 и 2 подключены к стабилизатору 3 тока. К общим точкам соединени  ключей 4,5 и 6,7 подключен запоминающий конденсатор 8 а к общим точкам ключей 9-12 - конденсатор 13. Входы ключей 4 и 6 соединены с потенциальными выводами термометра 1, входы ключей 9 и 11 с выходами термометра 2.Consistently connected resistance thermometers 1 and 2 are connected to a current regulator 3. The common storage points of keys 4.5 and 6.7 are connected to a storage capacitor 8 and the common points of keys 9-12 are capacitor 13. The inputs of keys 4 and 6 are connected to the potential terminals of thermometer 1, the inputs of keys 9 and 11 to the outputs of thermometer 2.

Выход ключа 5 вместе со входом ключа 14, выход которого соединен с землей, подключен через усилитель 15 переменного тока с большим входным сопротивлением, демодул тор 16, усилитель 17 посто нного тока к выходу устройства и к последовательно соединенными масштабному резистору 18 и резистору 19 обратной св зи. Обща  точка резисторов 18 и- 19 соединена с выходом ключа 10. Выходы ключей 7 и 12 соединены между собой. Один выход генератора 20 пр моугольных импульсов подключен ко входам управлени  ключей 4,6,11 и 14,. а противофазный выход генератора 20 подключен ко входам управлени  ключей 5,7,10 и 12. Третий выход генератора 20 св зан со входом управлени  демодул тора 16..The output of switch 5, together with the input of switch 14, the output of which is connected to ground, is connected through an AC amplifier 15 with a large input resistance, a demodulator 16, a DC amplifier 17 to the output of the device and to series-connected resistor 18 and a reverse-resistor 19 zi The common point of the resistors 18 and 19 is connected to the output of the switch 10. The outputs of the switches 7 and 12 are interconnected. One output of the generator 20 rectangular pulses is connected to the control inputs of the keys 4, 6, 11 and 14 ,. and the anti-phase output of the generator 20 is connected to the control inputs of the keys 5, 7, 10 and 12. The third output of the generator 20 is connected to the control input of the demodulator 16.

Ток стабилизатора 3i, протека  через термометры 1 и 2, создает на них падени  напр жени The stabilizer current 3i, flowing through thermometers 1 and 2, creates voltage drops on them

и iR IRo -«-i.dLRotand iR IRo - "- i.dLRot

U2 i . o + г где RQ - сопротивление термометров 1 и 2 при начальной температуре;U2 i. o + g where RQ is the resistance of thermometers 1 and 2 at the initial temperature;

cL - температурный коэффициент сопротивлени  термометров 1 и 2; t и t температуры окружак дейcL is the temperature coefficient of resistance of thermometers 1 and 2; t and t temperatures are around

среды в месте расположени  термометров 1 и 2.environment at the location of thermometers 1 and 2.

Claims (3)

В первый полупериод выходного напр жени  генератора 20 на управл ющие входы ключей 4,6,9,11 и 14 подаетс  отпирающий сигнал. Ключи 4,6,9 11 и 14 открываютс , а на управл ющие входы ключей 5,7,10 и 12 подаетс  запирающий потенциал. Ключи 5,7, 10 и 12 заперты. При этом через открытые ключи 4 и 6 емкость 8 зар жаетс  до падени  напр жени  на термометре 1, а емкость 13 через открытые ключи 9 и 11 зар жаетс  до падени  напр жени  на термометре 2. Ключи 5,7,10 и 12 разомкнуты а ключ 14 замыкает вход усилител  на землю. Таким образом, в первый полупериод напр жени  генератора 20 на емкост х 8 и 13 запоминаютс  напр жени  U и U-j а .вход усилител  15 замкнут на землю через открытый ключ 14.Во второй полупериод выходного напр жени  генератора 20 ключи 4,6,9 и 11 размыкаютс , а ключи 5,7,10 и 12 открываютс , и на вход усилител  15 (ключ 14 разомкнут) поступает алгебраическа  сумма напр жений и - U2+ и где напр жение обратной св зи, снимаемое с резистора 19. Таким образом, на вход усилител  15 подаетс  переменное напр жение с двойной амплитудой переменного напр  жени , равной ли ди Это переменное напр жение усиливаетс  усилителем 15, выпр мл етс  демодул тором 16 и затем, усилива сь усилителем 17 посто нного тока, подаетс  через масштабный резистор 18 на резистор 19 обратной св зи. Электронна  след ща  система, состо ща  из усилителей 15 и 17 и демодул тора 16, вырабатывает напр жение обратной св зи такой амплитуды и пол рности, чтобы обеспечить с точностью до напр жени  статизма равенство переменного напр жени  на выходе усилител  15 нулю, т.е. диу 0. Тогда следует, что и - и iotRo - o. Таким образом, выходное напр жение устройства зависит от измер емой разности температур и не зависит от сопротивлений линий св зи. При изменении разности температур на входе усилител  15 по вл етс  напр жение разбаланса измерительной схемы AUj/, которое усиливаетс  трактом , состо щим из 15,16 и 17 и в ви-де приращени  напр жени  обратной св зи поступает на вход усилител  15 в такой пол рности и такой величины чтобы обеспечить равенство ди 0. Схема приходит в установившийс  режим . Коэффициент преобразовани  устройства определ етс  соотношением величины масштабного резистора 18 и резистора 19 обратной св зи. Точность работы устройства зависит от стабильности резисторов 18 и 19, а также величин конденсаторов 8 и 13, значени  которых, в случае использовани  бесконтактных ключей на МОП транзисторах , должны значительно пре вышать величины межэлектродных емкостей ключей и емкости монтажа. Применение предлагаемого устройства обеспечивает полное исключение вли ни  сопротивлени  линии св зи на точность измерени ; максимально высо кую чувствительность, котора  может быть достигнута при компенсационном методе измерени ; высокую помехоусто чивость работы, поскольку в момент измерени  емкости отключаютс  от тер мометров, подключа сь ко входу усилител  15, а источник помех св зываетс  с входными цеп ми усилител  через большие сопротивлени  запорных ключей; малые габариты устройства, простоту схемы и высокуга надежность ее работы в случае использовани  бесконтактных ключей на МОП транзисторах в интегральном исполнении , отсутствие вли ни  дрейфа напр жени  нул  усилител  на точность измерени . Устройство реализовано дл  точного измерени  разности температуры в диапазоне +10°С с помощью медных термометров (100 М). Погрешность измерени  не превышала ±0,1% при изменении сопротивлени  линии на 50 Ом без учета погрешностей термометров. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  разности температуры, содержащее т-ри пары ключей , последовательно соединенные и подключенные к стабилизатору тока термометры сопротивлени , выходы которых соединены со входами двух пар ключей, последовательно С9единенные усилитель переменного тока, демодул тор , усилитель посто нного тока, к выходу которого подключены масштабный резистор и резистор обратной св зи , генератор, отличающеес   тем, что, с целью повышени  точности измерени , в устройство введены два конденсатора, четверта  пара ключей и дополнительный ключ, при этом выходы ключей первой и второй пары соединены со вх. ключей соответственно третьей и четвертой пары, параллельно которым включены конденсаторы , выход первого ключа третьей пары соединен со входом усилител  переменного тока и через дополнительный ключ - с земл ной шиной, выход первого из ключей четвертой пары соединен с общей точкой масштабного резистора и резистора обратной св зи, выходы вторых ключей третьей и четвертой пар соединены между собой, а цепи управлени  ключей, входы которых соединены с потенциальными выводами термометров сопротивлени , и дополнительного ключа подключены к одному выходу генератора, к другому выходу которого подключены цепи управлени  остальных ключей. Источники информации, прин тые во внимание тхри экспертизе 1.Самсонова Г.В. . Датчики дл  измерени  температуры в промышленности . Киев, HayKofija думка , 1972, с. 204. In the first half period of the output voltage of the generator 20, an unlocking signal is applied to the control inputs of the keys 4, 6, 9, 11 and 14. The keys 4,6,9 11 and 14 are opened, and a locking potential is applied to the control inputs of the keys 5,7,10 and 12. Keys 5,7, 10 and 12 are locked. At the same time, through open keys 4 and 6, capacity 8 is charged before the voltage drops on thermometer 1, and capacity 13 through open keys 9 and 11 is charged before voltage drops on thermometer 2. Keys 5,7,10 and 12 are open and the key 14 closes the amplifier input to ground. Thus, in the first half-period of the voltage of the generator 20 at the capacitors 8 and 13, the voltages U and Uj are remembered. The input of the amplifier 15 is closed to ground through the open key 14. In the second half-period of the output voltage of the generator 20, the keys 4,6,9 and 11 is opened, and the keys 5, 7, 10 and 12 are opened, and the input of the amplifier 15 (the key 14 is open) is the algebraic sum of the voltages and is U2 + and where the feedback voltage is removed from the resistor 19. Thus, the input the amplifier 15 is supplied with alternating voltage with a double amplitude of alternating voltage equal to This alternating voltage is amplified by amplifier 15, rectified by a demodulator 16 and then, the amplifier 17 amplifying the camping constant current fed through the scaling resistor 18 to the resistor 19 feedback. The electronic tracking system, consisting of amplifiers 15 and 17 and demodulator 16, generates a feedback voltage of such amplitude and polarity in order to ensure, with an accuracy to static voltage, equality of the alternating voltage at the output of the amplifier 15 to zero, i.e. . diu 0. Then it follows that and - and iotRo - o. Thus, the output voltage of the device depends on the measured temperature difference and does not depend on the resistance of the communication lines. When the temperature difference at the input of the amplifier 15 changes, the voltage of the measuring circuit AUj / appears, which is amplified by a path consisting of 15.16 and 17 and in the form of the feedback voltage increment enters the input of the amplifier 15 into such a field of the magnitude and magnitude to ensure the equality di 0. The circuit comes into steady state. The conversion factor of the device is determined by the ratio of the magnitude of the scale resistor 18 and the feedback resistor 19. The accuracy of operation of the device depends on the stability of resistors 18 and 19, as well as the values of capacitors 8 and 13, the values of which, in the case of using contactless switches on MOS transistors, should significantly exceed the values of the interelectrode capacitances of the switches and the mounting capacitance. The application of the proposed device provides a complete elimination of the influence of the communication line resistance on the measurement accuracy; the highest sensitivity that can be achieved with a compensation measurement method; high noise immunity due to the fact that at the moment of measuring capacitance they are disconnected from thermometers, connected to the input of amplifier 15, and the source of interference is connected to the input circuits of the amplifier through high resistances of the locking keys; the small dimensions of the device, the simplicity of the circuit and the high reliability of its operation in the case of using contactless keys on MOS transistors in the integral design, the absence of influence of the voltage drift of the amplifier on the measurement accuracy. The device is implemented to accurately measure the temperature difference in the range of + 10 ° C using copper thermometers (100 M). The measurement error did not exceed ± 0.1% when the line resistance was changed by 50 Ω without taking into account the errors of the thermometers. Apparatus of the Invention A device for measuring the temperature difference containing three key pairs, connected in series and connected to a current stabilizer, resistance thermometers, the outputs of which are connected to the inputs of two key pairs, in series C 9 connected AC amplifier, demodulator, DC amplifier, to the output A large-scale resistor and a feedback resistor are connected, a generator, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, two capacitors are introduced into the device, a quarter of pa keys and optional key, wherein the outputs of the first and second key pairs are connected to Rin. the keys of the third and fourth pairs, respectively, in parallel with which the capacitors are connected, the output of the first key of the third pair is connected to the input of the AC amplifier and through an additional switch to the ground bus, the output of the first key of the fourth pair is connected to the common point of the scale resistor and feedback resistor , the outputs of the second keys of the third and fourth pairs are interconnected, and the control circuits of the keys, the inputs of which are connected to the potential terminals of the resistance thermometers, and an additional key are connected s to one output of the generator, to the other output of which are connected the remaining keys control circuit. Sources of information taken into account thri expertise 1.Samsonova G.V. . Sensors for measuring industrial temperature. Kiev, HayKofija Dumka, 1972, p. 204. 2.Измерение температуры с помощью термометров сопротивлени . Экспресс-информаци , сер. Приборы и элементы автоматики. 23.08.67, № 31, с.14. 2. Temperature measurement using resistance thermometers. Express information, sir. Instruments and automation elements. 08.23.67, No. 31, p.14. 3.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2633779/18-10, кл. G 01 К7/16, 09.11.78 (прототип).3. USSR author's certificate for application number 2633779 / 18-10, cl. G 01 K7 / 16, 09.11.78 (prototype). // сwith
SU792762365A 1979-05-07 1979-05-07 Device for measuring temperature difference SU838414A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792762365A SU838414A1 (en) 1979-05-07 1979-05-07 Device for measuring temperature difference

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792762365A SU838414A1 (en) 1979-05-07 1979-05-07 Device for measuring temperature difference

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU838414A1 true SU838414A1 (en) 1981-06-15

Family

ID=20826094

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792762365A SU838414A1 (en) 1979-05-07 1979-05-07 Device for measuring temperature difference

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU838414A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0196912B1 (en) Capacitance bridge
Mochizuki et al. A high-resolution, linear resistance-to-frequency converter
JPH08201491A (en) Magnetic field sensor with hall effect device
JPS63108499A (en) Method of determining tap position of resistance remote transmitter and circuit apparatus for implementing the same
US3234459A (en) Method and apparatus for locating faults in electrical cable lines by comparing the impedance of the entire faulted line to the impedance of a section of the line
SU838414A1 (en) Device for measuring temperature difference
US4528499A (en) Modified bridge circuit for measurement purposes
SU717566A1 (en) Temperature measuring device
SU779824A1 (en) Temperature difference measuring device
SU808875A1 (en) Device for measuring temperature difference ratio
SU949539A1 (en) Conductometric pickup resistance meter
JPS5868615A (en) Output circuit of magnetic type rotary encoder
SU991339A2 (en) Hall-effect generator temperature compensation device
SU968633A1 (en) Device for measuring temperature difference
Dorofeev et al. Accelerometric method of measuring the angle of rotation of the kinematic mechanisms of nodes
SU1000743A1 (en) Device for measuring dynamic deformations
SU661369A1 (en) Differential voltage calibrator-voltmeter
JPS5950720A (en) Zero-phase voltage detector
SU758022A1 (en) Device for temperature compensation of hall sensors
SU1739211A1 (en) Temperature difference metering device
SU1530995A1 (en) Thermoanemometric device for with automatic temperature self-compensation
SU834714A1 (en) Analogue integrator
SU1269100A1 (en) Device for measuring parameters of lag members
Anderson Continuous Measurement of Thermoelectric and Impedance-Based Signals Using AC or DC Excitation
SU1760374A1 (en) Device for measuring temperature