SU872984A1 - Шумовой термометр - Google Patents

Description

Изобретение относится к температурным измерениям, а именно к шумовой термометрии.

Известен шумовой термометр, содержащий датчик температуры -резистор, усилители, детекторы, фильтры, пере- * ключатель. В этом термометре для получения непосредственной оценки измеряемой темперАтуры напряжение- шума усиливается в двух каналах, детектируется, а затем перемножается [1J. ¹⁰

Для данного термометра характерна недостаточно высокая точность измерения температуры.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является шумо- ¹⁵ вой термометр, содержащий измерительный и опорный.зашунтированный конденсатором резисторы, подключенные через коммутатор ко входу широкополосного _м усилителя, выход которого соединен со входами высокочастотного и низкочастотного измерительных каналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные Полозовой фильтр, детектор, фильтр- низких частот и регистратор Г2У.

Недостатком этого шумового термометра является низкая точность измерения температуры, обусловленная влиянием погрешности, выравнивания уровней сигналов на выходе низкочастотного измерительного канала на точность выравнивания уровней сигналов на выходе высокочастотного канала в процессе измерения температуры.

Цель изобретения - повышение точности измерения температуры.

Поставленная цель достигается тем, что в шумовой термометр введены делитель и схема вычитания, входы которой соединены с выходами фильтров низкой частоты, а выход - с первым входом делителя, второй вход которого сое¹динен с выходом фильтра низкой частоты и регистратором низкочастотного измерительного канала, а выход пбдклю872984 цен к регистратору высокочастотного измерительного канала.

На чертеже показана структурная ехема шумового термометра.

Шумовой термометр.содержит измерительный резистор 1, зашунтированный паразитной емкостью 2, опорный резисторЗ , ..зашунтированный- конденсатором 4,коммутатор 5, широкополосный усилитель 6, выход которого соединен с высокочастотным (ВЧ)и низкочастотным (НЧ) измерительными каналами. ВЧ измерительный канал включает полосовой фильтр 7, детектор 8, фильтр низких частот 9, схему вычитания 10, делитель 11 и регистратор 12. НЧ измерительный канал включает полосовой фильтр 13, детектор 14, фильтр низких частот 15 и регистратор 16.

Шумовой термометр работает следующим образом.

Резисторы 1 и 3 с помощью коммутатора 5 поочередно подключаются к усилителю 6. При этом шумовой сигнал, возникающий на резисторах 1 и 3, поочередно усиливается. Затем он подается на полосовые фильтры 7 и 13, настроенные соответственно на область высоких частот си > 1/RC и область низких частот < 1/RC, где ώ круговая частота; R - сопротивление резистора 1; С - величина емкости 2. После фильтрации шумовые сигналы детектируются детекторами 8 и 14 и пропускаются через фильтры низких частот 9 и 15, Уровни шумовых сигналов фиксируются регистраторами 12 и 16. В ВЧ измерительном канале сигнал (J g после фильтра низких частот 9 подается на схему вычитания 10, где он вычитается из сигнала V. С выхода схемы вычитания разностный сигнал поступает на делитель, где он делится на сигнал 0¾ .Так как сигнал 0^ равен сигналу где -коэффициент, учитывающий шунтирующее влияние емкости на высокой частоте, то сигнал- на выходе делителя определяется выражением — л

При измерении температуры первоначально при подключении опорного Rq и измерительного R резисторов регулировкой R_o выравнивают уровни сигналов на выходе НЧ измерительного.канала, которые соответственно равны . ^Н0⁼ *, где К - коэффициент передачи тракта усиления шумового термометра, зависящий при точных измерениях от произведения R-C или “ ®о^о>

к. - постоянная Больцмана;

Л£ - полоса пропускания НЧ канала;

Т_оиТ - соответственно температуры эталонного и измерительного й резисторов·

Затем, чтобы обеспечить выполнение условия К(С₀· С_о) , регулировкой Сф выравнивают уровни сигналов Uj, на выходе ВЧ канала при под- ¹ ключении опорного и измерительного резисторов ^Ao=1-4(R₀«C₀);

Перечисленные операции повторяют, пока не будут одновременно выполоть- . ся равенства _х » ^а также , а следовательно, и · 4(Vc₀)=44l*-c).

После выравнивания сигналов на выходе ВЧ и НЧ измерительных каналов вычислит искомую температуру, которая определяется выражением

T=T₀(R₀/R).

В предлагаемом шумовом термометре по сравнению с известным повышается точность измерения температуры, так как устранена погрешность выравнивания сигналов на выходе ВЧ канала,возникающая за счет неточного выравнивания сигналов на выходе НЧ канала.

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССР 475516, кл. q 01 К 7/30, 1973.

2; Picltup С.Р. High Resulution Noise Thermometer for the Temperature Range K. - Metrologia, 1975, V. 11, N4, p. 15ЫЬ9.

10

12

11

f3

n

15

Ж

16