SU870980A1 - Устройство дл измерени температуры - Google Patents

Устройство дл измерени температуры Download PDF

Info

Publication number
SU870980A1
SU870980A1 SU792857057A SU2857057A SU870980A1 SU 870980 A1 SU870980 A1 SU 870980A1 SU 792857057 A SU792857057 A SU 792857057A SU 2857057 A SU2857057 A SU 2857057A SU 870980 A1 SU870980 A1 SU 870980A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
temperature
output
voltage
compensator
automatic
Prior art date
Application number
SU792857057A
Other languages
English (en)
Inventor
Юрий Владимирович Поздняков
Анатолий Алексеевич Саченко
Original Assignee
Тернопольский Финансово-Экономический Институт
Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Геофизического Приборостроения Физико-Механического Института Ан Усср
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 Тернопольский Финансово-Экономический Институт, Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Геофизического Приборостроения Физико-Механического Института Ан Усср filed Critical Тернопольский Финансово-Экономический Институт
Priority to SU792857057A priority Critical patent/SU870980A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU870980A1 publication Critical patent/SU870980A1/ru

Links

Landscapes

  • Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Claims (3)

  1. Изобретение относитс  к области и мерени  температуры, а точнее к цифровым измерител м температуры с компенсацией нелинейности характеристик первичного измерительного преобразовател . Известно устройство дл  измерени  температуры, содержащее измерительны мост, в одно плечо которого включен термометр сопротивлени , усилитель разбаланса, реверсивный двигатель, причем три плеча моста образованы трем  посто нньши резисторами и включенными между ними двум  реохорд ми, движки которых механически св т заны между собой и двигателем l . Недостатком устройства  вл етс  т что погрешность выходного сигнала (степень его линейности) опр едел етс  классом точности моста, поскольку реохорды служат дл  компенсации разбаланса , вызванного изменением сопро тивлени  термометра сопротивлени  при изменении температуры. Известен также цифровой измеритель температуры, содержащий термоэлектрический термометр, подключенный ко входу автоматического компенсатора посто нного тока, дополнительный термоэлектрический термометр, зашунтированный последовательно включенными сопротивлением и реохордом, движок которого механически св зан с движком реохорда компенсатора, и цифровой вольтметр ,2 j.% Цифровой :вольме тр подключен к выходной цепи автоматического компенсатора , поэтому точность измерени  температуры, в основном определ етс  классом точности автома7Т1ческого компенсатора , так как класс точности цифровых вольтметров обычно значигеЛьно выше. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  устройство дл  измерени  температуры, содержащее термоэлектрический преобразователь, автомати3 ческий компенсатор посто нного тока цифровой милливольтметр, формирователь корректирующего напр жени , сос то щий из источника стабилизированного напр жени  и четьфех реохордов механически св занных с основным реохордом автоматического компенсато ра 31. Низка  точность измерени  темпера туры данным устройством также обусловлена классом точности автоматичес кого компенсатора посто нного тока. Это объсн етс  тем, что линеаризаци измерительного сигнала осуществлена в цепи автоматического компенсатора в которую включен цифровой милливол метр. Целью изобретени   вл етс  повышенна  точность измерени  тe 5 пepaтy в широком диапазоне путем снижени  погрешности нелинейности. Поставленна  цель достигаетс  те что в устройство- введены дополнител ный формирователь корректирующего напр жени , два источника посто нно то смещени  и два масштабирующих преобразовател , причем термоэлектрический преобразователь, соединенный последовательно с первым источником посто нного смещени , подключен ко входу первого масштабирующего преобразовател , к выходу которого подключена цепь из параллельно соединенных входов цифрового милливольтметра и второго масштабирующего преобразовател , последовательно с ,которой соединены первые из пары выходных реохордов основного и допол нительного формирователей корректиру щего напр жени , каждый из которых состоит из двух пар реохордов, движк которых механически соединены с осно ным реохордом компенсатора и электрически попарно соединены между собой . Движки вькодных реохордов элект рически соединены с крайним выводом первого из пары выходных реохордов, к второму крайнему выводу которого последовательно с источником посто н ного напр жени  и добавочным резисто ром подсоединены второй выходной реохорд и два токоведущих реохорда, к выходу второго масштабирзпощего преобразовател  подключены последов тельно соединенные второй источник посто нного смещени  и автоматический компенсатор посто нного тока. На фиг.1 показана структурна  схема устройства дп  измерени  тем 0 пературы на фиг.2,3 - графики зависимостей напр жений и погрешностей линейности от температуры. Устройство содержит термозлектри- ческий преобразователь 1, автоматический компенсатор посто нного тока 2, цифровой милливольтметр 3, источники стабилизированного напр жени  4,5 и четыре реохорда 6,7,8 и 9, составл ющие основной формирователь корректирующего напр жени . Дополнительный формирователь корректирующего напр жени  включает реохорды 10,11,12,13. В обоих формировател х перва  пара реохордов  вл етс  выходной , формирующей напр жение требуемой формы, а втора  пара реохордов  вл етс  токозадающей. Питание обоих формирователей осуществл етс  от источников посто нного напр жени  4 и 5, последовательно с которыми включены добавочные резисторы 14 и 15Устройство содержит также источники посто нного смещени  16 и 17 и масштабируюище преобра-зователи 18 и 19, необходимые дл  промежуточных преобразователей измерительного сигнала. Устройство работает следующим образом . Выходной сигнал первичного измерительного преобразовател  - термоэлектрического преобразовател  l-E(t) поступает на вход масштабирующего преобразовател  18, предварительно просуммированный с посто нной ЭДС Ей источника посто нного смещени  16. На выходе масштабирующего преобразовател  измерительный сигнал представл ет собой номированное напр жение Е ft) - посто нное напр жение, величина которого в милливольтах равна значению температуры рабочего спа  термоэлектрического преобразовател  в градусах Цельси , деленному на 100. Эта зависимость строго выполн етс  дл  двух точек - в начальной и конечной температурах диапазона . Па промежутке между верхней и нижней температурами рабочего диапазона устройства имеет место погрешность , обусловленна  погрешностью линейности термоэлектрического преобразовател . Функцию, св зываюшзпо измерительный номированный сигнал на выходе масштабирзтощего преобразовател  с термоэдс, термоэлектрического преобразовател , можно записать в ., E(i)-«-E, EU)-где ТВ. - посто нное напр жение источника I6: К- - посто нный коэффициент мас табировани  преобразовател  18. Описанное преобразование измерительного сигнала иллюстрируют графи ки, показанные на фиг.2 а,б. Как видно из фиг. 2,6, преобразованный измерительный сигнал Е (t) отличаетс  от линейно завис щего от температуры сигнала Уд(t) на величину погрешности линейности лии)ил()-Е( Корректирующее напр жение, завис щее от температуры таким же образом , как и значение погрешности AU.( получают основным формирователем корректирующего напр жени , который состоит из двух пар реохорда, движки которых механически соединены с основнЕЛУ реохордом автоматическог компенсатора посто нного тока 2. Электрически движки реохордов попар но соединены между собой. Движки вы ходных реохордов электрически соединены также с крайним выводом первог из пары выходных реохордов, к второму Крайнему выводу которого последовательно с источником посто нного напр жени  4 и добавочным резистором 14 подсоединены второй выходной реохорд 7 и два токозадающих реохорда 8 и 9. Напр жение на выходе основного формировател  корректирующего напр жени  зависит от температуры следующим образом: ..... ) «- R,,.Mi4) где Е. - ЗДС источника посто нного стабилизированного напр жени  4j - сопротивление добавочного резистора 14: Ы - безразмерный коэффициент, определ ющий величину.откло нени  движков реохордов от крайнего положени  в абсолю ных единицах о/- 0... 1) и 06 может быть св зан со значением температуры следующим соотношением: W-- t6-t. где t. - начальна ; t- - конечна  температура рабочего диапазона устрд йства; t - текущее значение температуры . Из приведенной вьопе зависимости и графика, показанного на фиг.2 в видно,.что при крайних положени х движков реохордов, т.е. в начальной и конечной точках рабочего диапазона устройства, корректирующее напр жение U(t) на выходе основного формировател  равно нулю, а при двух произвольно выбранных значени х температур , в пределах рабочего диапазона , это напр жение, точно равно значению абсолютной погрешности линейности Д U ( t ). График зависимости остаточной погрешности линейности после коррекции измерительного сигнала напр жением на выходе основного формировател  показан.на фиг.З а. Как видно из графика, остаточна  погрешность линейности равна нулю при четырех значени х температуры г t 2. -р Ч Дл  компенсации этой погрешности/ котора  в средней части диапазона достигает значительных величин (см.фиг.З а), служит дополнительный формирователь корректирующего напр жени , реализующий на выходе корректирующее напр жение-Urt(t). Величина этого напр жени  такова, что оно авно остаточной погрешности линейности при двух значени х температуы в средней части рабочего диапазона температуры - при температурах t (см.фиг.З б). На промежутах t. ... tc...tg напр жение ) равно нулю, поскольку на этих частках диапазона уровень остаточой погрешности достаточно мал (см.фиг.З а), и дальнейшее сниже- . ие не  вл етс  необходимым. Напр ение и. может быть описано анаитически следук цим образом. . EgR()((i5-), ()(ot5-ti2)R.Cdl-ollXc 5-«) где Е - ЭДС источника посто нного стабилизированного напр жени  5; сопротивление добавочного резистора 15 (а учетом изложенного выше допущени ), Коэффициент, определ ющий степень отклонени  движков реохордов от крайнего положени  об , имеет то же значение, что и дл  основного формировател , так как все реохорды механически св заны между собой и с основным реохордом автоматического компенсатора посто нного тока 2. Выполнение дополнительного формироватед  корректирующего напр жени  аналогично выполнению основного формировател . Единственное отличие сос тоит в том, что, крайние части пары выходных реохордов дополнительного формировател  (0,ll) вьшолнены из материала с удельным сопротивлением, близким к нулю, а. средние части из материала с высоким удельным сопротивлением. Границы провод щих крайних участков реохордов установлены совпадающими со значени ми температуры t и tg-, т.е. прот женность первого провод щего участка от ti до t- затем - резистивна  средн   часть на промежутке от t д tc- , и второй провод щий участок от tr до tg. Это требование может выполн тьс  только дл  левой ветви реохорда 10 и правой ветви реохорда П (сМофиг.О, поскольку права  вет реохорда 10 при отклонени х движка реохорда, соответствующих промежутк температур te-...t, оказываетс  зам нутой перемычкой между Движком реохорда и правым (по схеме) вьгаодом, а лева  ветвь реохорда 11 включена последовательно с токозадающими рео хордами 12 и 13 и выполн ет аналоги ную выполн емой ими функцию. Поскольку корректирующее напр жение на выходе дополнительного формировател  Ug(t) при температурах t t. полностью компенсирует остаточную погрешность линейности (см.(.З б) измерительный сигнал U-(t) после кор рекции имеет нулевзта погрешность линейности при следующих значени х тем пературы: t , tg,tyt,tj. и tg, то есть в шести точках в пределах рабочего диапазона температуры (см.. фиг.З в). Это особенно важно дл  шир ких диапазонов температуры, в которы трудно обеспечить достаточную линейность иомерц-гсл1,1Ю1-о сшнала. Оптимизацией распределени  температур полной компенсации по рабочему диапазону можно достичь пренебрежимо малых значений погрешности линейности. Таким образом, преимуществом предлагаемого устройства дп  измерени  температуры  вл етс  высока  степень линейности характеристики преобразовани  температуры в посто нное линейно завис щее от температуры напр жение , что позвол ет получить цифровой отсчет результата измерени  нет посредственно на табло цифрового милливольтметра 3 в градусах Цельси . Параллельно цифровому милливольтметру 3 включен вход второго масштабирующего преобразовател  19, на выходе которого имеетс  напр жение, равное входному Uo(t), разделенному в К2 раз. Последовательно с выходом масштабирующего преобразовател  19 включены второй источник посто нного смещени  17 с ЭДС Е , направленной встречно выходному сигналу масштабирующего преобразовател , и вход автоматического компенсатора посто нного тока 2. Второй масштабирующий преобразователь 19 совместно с источникам посто нного смещени  17 выполн ют функцию согласовани  диапазона напр жений на входе цифрового милливольтметра с диапазоном входных напр жений автоматического компенсатора, . Важньм преимуществом устройства  вл етс  независимость точности измерени  температуры цифровым милливольтметром 3 от класса точности авто«матичёского компенсатора посто нного тока 2. Это обусловлено тем, что автоматический компенсатор св зан только со схемой линеаризации, включающей основной и дополнительный формирователи корректирующего напр жени , общий (суммарный) корректируюпщй сигнал на выходе которой составл ет малую часть от основного Измерительного сигнала (пор дка О,1%). Таким образом, погрешность автоматического компенсатора ослабл етс  в 1000 раз и поэтому  вл етс  вли ющей величиной второго пор дка малости, которой практически можно пренебречь. Это позвол ет использовать в предлагаемом устройстве автоматический самопишущий потенциометр низкого класса точности, который одновременно с работой в системе линеаризации обеслечивает регистрацию температуры в аналоговой форме на ленте самописца. Результат измерени  с высокой точнос тью считываетс  с табло цифрового 1;илливольтметра, а также в кодовой форме может вводитьс  в ЭВМ дл  даль нейшей обработки, а сравнительно менее точна  запись на ленте служит при этом дл  документировани  измери тельной информации. Устройство может быть использовано в полупроводниковой промьгашеннос- ти - дл  контрол  и измерени  темпедиапазоне до 1300 С при про ратуры в ведении технологических процессов диффузии, окислени  и эпитаксии при производстве интегральных микросхем и ползшроводниковых приборов. Наличи кодового выхода измерительной информации позвол ет при этом обеспечить пр мой ввод информации в управл ющую ЭВМ, что делает возможным создание автоматической системы управлени  технологическим процессом. Применение предлагаемого устройства на пред при ти х полупроводниковой промышлен ности, таким образом, позволит на ка чественно новом уровне .решать целый р д производственно-технических зада и обеспечит тем самым значительный технико-экономический эффект. Устройство дл  измерени  температ ры может быть использовано и во многих других отрасл х промьш1ленности, где необходимы точные измерени  и контроль температуры. Цифрова  индикаци  результата измерени  температуры непосредственно в градусах Цельси  даст возможность повысить точность и быстродействие измерени , что особенно важно при многоточечном контроле температуры в производственных услови х. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  температ ры, содержащее термоэлектрический преобразователь, автоматический компенсатор посто нного тока, цифровой милливольтметр, формирователь коррек тирующего напр жени , состо щий из источника стабилизированного напр жени  и четьфех реохордов, механически -св занных с основным раохордом автоматического компенсатора, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени  температуры в широком диапазоне путем снижени  погрешности нелинейности, в устройство введены дополнительный формирователь корректирующего напр жени , два источника посто нного смещени  и два масштабирующих преобразовател  , причем термоэлектрический прёобразователь , соединенный последовательно с первым источником посто нного смещени , подключен ко входу первого масштабирующего преобразовател , к вькоду которого подключена цепь из параллельно соединенных входов цифрового милливольтметра,и второго масштабирующего преобразовател , последовательно с которой соединены первые из пары выходных реохордов основного и дополнительного формирователей корректирующего напр жени , каждый из которых состоит из двух пар реохордов, движки которых механически соединены с основным реохордом компенсатора и электрически попарно соединены между собой, движки выходных реохордов электрически соединены с крайним выводом первого из пары выходных реохордов, к второму крайнему выводу которого последовательно с источником посто нного напр жени  и добавочным резистором подсоединены второй выходной реохорд и два токозадающих реохорда, а к выходу второго масштабирующего преобразовател  подключены последовательно соединенные второй источник посто нного смещени  и автоматический компенсатор посто нного тока. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 381921, кл. G 01 К 7/24, 1971.
  2. 2.Авторское свидетельство СССР № 280923, кл. 6 01 К 7/14, 1969.
  3. 3.Авторское свидетельство СССР № 327386, кл. 0 01 К 7/10, 1970 (прототип). lt)i
    U(i(
    W
    &U(t)-UM-f(i} f(t)m
    S)
    is
    .Uf(t)
    S)
    Фиг.г iit
SU792857057A 1979-12-25 1979-12-25 Устройство дл измерени температуры SU870980A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792857057A SU870980A1 (ru) 1979-12-25 1979-12-25 Устройство дл измерени температуры

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792857057A SU870980A1 (ru) 1979-12-25 1979-12-25 Устройство дл измерени температуры

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU870980A1 true SU870980A1 (ru) 1981-10-07

Family

ID=20866768

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792857057A SU870980A1 (ru) 1979-12-25 1979-12-25 Устройство дл измерени температуры

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU870980A1 (ru)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3688581A (en) Device for correcting the non-linear variation of a signal as a function of a measured magnitude
JPH02136754A (ja) 微小電気信号を測定する方法と装置
US3052124A (en) Linearizing circuit for resistance thermometer
SU870980A1 (ru) Устройство дл измерени температуры
JPS61284610A (ja) 熱線式空気流量計の調整方法及び装置
SU922536A1 (ru) Цифровой измеритель температуры
SU1397743A1 (ru) Многоточечный цифровой термометр
SU481793A1 (ru) Цифровой прибор дл измерени температуры
SU987415A1 (ru) Цифровой измеритель температуры
CN115452179B (zh) 一种多通道实时自校准的热电偶冷端温度测量方法
SU968633A1 (ru) Устройство дл измерени разности температур
SU625139A1 (ru) Цифровой измеритель температуры
SU647553A1 (ru) Устройство дл измерени температуры
SU892234A1 (ru) Преобразователь температуры в цифровой код
SU708174A1 (ru) Устройство дл измерени разности температур
SU705279A1 (ru) Устройство дл измерени температуры
US4177423A (en) Bridge circuits
RU2025675C1 (ru) Устройство для измерения температуры и разности температур
SU295035A1 (ru) В п т б i
SU1089432A1 (ru) Устройство дл измерени температуры и разности температур
SU830147A1 (ru) Устройство дл измерени температуры
SU857740A1 (ru) Устройство дл измерени температуры
SU408170A1 (ru) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО дл МНОГОТОЧЕЧНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
SU1070433A1 (ru) Цифровой измеритель температуры
SU949349A1 (ru) Цифровой измеритель температуры