SU742724A1 - Temperature registering device - Google Patents
Temperature registering device Download PDFInfo
- Publication number
- SU742724A1 SU742724A1 SU782600274A SU2600274A SU742724A1 SU 742724 A1 SU742724 A1 SU 742724A1 SU 782600274 A SU782600274 A SU 782600274A SU 2600274 A SU2600274 A SU 2600274A SU 742724 A1 SU742724 A1 SU 742724A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- voltage
- output
- amplifier
- temperature
- thermometer
- Prior art date
Links
Landscapes
- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
Description
Изобретение относится к области измерения температуры с помощью термометров сопротивления и может быть использовано для повышения точности регистрации температуры, изменяющейся в широком диапазоне значений. $The invention relates to the field of temperature measurement using resistance thermometers and can be used to improve the accuracy of temperature registration, which varies over a wide range of values. $
Известны устройства для измерения и регистрации температуры [1] и [2].Known devices for measuring and recording temperature [1] and [2].
Однако они не обеспечивают высокой точности из-за наличия в этих схемах усилителей с большим, но нестабильным коэффициентом усиления и неизбежным дрейфом нуля.However, they do not provide high accuracy due to the presence of amplifiers in these circuits with a large but unstable gain and inevitable zero drift.
Известны также устройства, в которых одновременное питание термометра сопротивления постоянным и переменным токами повышает чувствительность измерительной схемы и облег- )5 чает задачу регистрации результата измерения с помощью регистрирующего милливольтметра постоянного тока [3].Also known are devices in which power simultaneous resistance thermometer of constant and variable currents increases the sensitivity of the measuring circuit and facilitates) 5 chaet task registration measurement result via recording millivoltmeter DC [3].
Однако нелинейность преобразования температуры в электрическом напряжении при-больших изменениях температуры снижает точность регистрации.However, the nonlinearity of the conversion of temperature in electrical voltage at large temperature changes reduces the accuracy of registration.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, со'дер2 жащее измерительную схему с термодатчиком, подключенную к выходу генератора импульсов, усилитель, ключи и источник постоянного тока, трансформатор, источник, опорного напряжения, резисторы, диоды и транзисторы, включенные определенным образом, в котором регулирование длительности импульсов в зависимости от измеряемой температуры улучшает линейность выходной характеристики устройства [4].Closest to the proposed technical essence is a device containing a measuring circuit with a temperature sensor connected to the output of a pulse generator, an amplifier, switches and a direct current source, a transformer, a source, a reference voltage, resistors, diodes and transistors, connected in a certain way, in which the regulation of the pulse duration depending on the measured temperature improves the linearity of the output characteristics of the device [4].
Недостаток такого устройства — неустраненное влияние нелинейное™ и нестабильное™ характеристики самого термодатчика на результат измерения.The disadvantage of such a device is the unresolved effect of non-linear ™ and unstable ™ characteristics of the thermal sensor itself on the measurement result.
Цель изобретения - повышение точности регистрации температуры, изменяющейся в широком диапазоне значений.The purpose of the invention is to increase the accuracy of recording temperature, which varies over a wide range of values.
Цель достагается тем, что в устройство, содержащее термометр сопротавления, включенный в мостовую измерительную схему, ключи, цепи управления которых подключены к мультивибратору, усилитель, баласгаый резистор и регистрирующий милливольтметр, подключенный параллельно термометру сопротивления, введены интегратор, работающий в режиме ана. 742724 ждущий мультивибратор подключеплечу мультивибратора, с которым цепи управления второго и третьего лотовой памяти, вход которого через первый ключ соединен с выходом мостовой схемы, его выход — с инвертирующим входом усили. теля, делитель напряжения, вход которого через второй ключ соединен с выходом мостовой схемы, его выход - с неинвертирующим входом усилителя, генератор пилообразного напряжения и широтно-импульсный модулятор, первый (управляющий) вход которого соединен с выходом усилителя, ко второму входу подключен генератор пилообразного напряжения, выход через третий ключ и баластный резистор соединен с термометром сопротивления, а цепь управления регистрирующего милливольтметра через введенный на к тому соединены ключей.The goal is achieved by the fact that an integrator operating in the ana mode is introduced into the device containing the resistance thermometer included in the bridge measuring circuit, the keys whose control circuits are connected to the multivibrator, an amplifier, a balanced resistor and a recording millivoltmeter connected in parallel with the resistance thermometer. 742724 waiting multivibrator to the arm of the multivibrator, with which the control circuit of the second and third lot memory, whose input is connected through the first key to the output of the bridge circuit, its output - with an inverting input of effort. a voltage divider, the input of which through the second key is connected to the bridge circuit output, its output - with a non-inverting input of the amplifier, a sawtooth voltage generator and a pulse-width modulator, the first (control) input of which is connected to the amplifier output, a sawtooth generator is connected to the second input voltage, the output through the third key and the ballast resistor is connected to a resistance thermometer, and the control circuit of the recording millivoltmeter through the keys entered to that are connected.
На чертеже представлена схема устройства для регистрации температуры.The drawing shows a diagram of a device for recording temperature.
Устройство содержит термометр 1 сопротивления, выпрямительную мостовую схему 2 переменного тока, ключи 3, 4 и 5, интегратор 6, делитель 7 напряжения, усилитель 8, широтноимпульсный модулятор 9, генератор 10 пилообразного напряжения, мультивибратор 11, резистор 12, регистрирующий милливольтметр 13, ждущий мультивибратор 14.The device comprises a resistance thermometer 1, an AC rectifier bridge 2, switches 3, 4 and 5, an integrator 6, a voltage divider 7, an amplifier 8, a pulse-width modulator 9, a sawtooth voltage generator 10, a multivibrator 11, a resistor 12 registering a millivoltmeter 13, waiting multivibrator 14.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Термометр 1 сопротивления включен в плечо моста 2 переменного тока с выпрямителем, выходное постоянное напряжение которого через ключи 3 и 4, интегратор 6 и делитель 7 напряжения воздействует на прямой и инверсный входы усилителя 8. Выходное напряжение усилителя преобразуется широтно-импульсным модулятором 9 с генератором 10 в последовательность прямоугольных импульсов постоянной амплитуды и регулируемой длительности. Сопротивление резистора 12 выбирается многим больше сопротивления термометра 1. Поэтому при замкнутом положении ключа 5 через термометр 1 сопротивления протекает импульсный ток, величина которого определяется сопротивлением резистора 12.The resistance thermometer 1 is included in the shoulder of the AC bridge 2 with a rectifier, the output DC voltage of which through the keys 3 and 4, the integrator 6 and the voltage divider 7 acts on the direct and inverse inputs of the amplifier 8. The output voltage of the amplifier is converted by a pulse-width modulator 9 with a generator 10 into a sequence of rectangular pulses of constant amplitude and adjustable duration. The resistance of the resistor 12 is chosen much more than the resistance of the thermometer 1. Therefore, when the key 5 is closed, a pulse current flows through the resistance thermometer 1, the value of which is determined by the resistance of the resistor 12.
Падение напряжения на термометре 1 измеряется милливольтметром 13, цепь регистрации которого включается импульсами от ждущего мультивибратора 14.The voltage drop across the thermometer 1 is measured by a millivoltmeter 13, the registration circuit of which is switched on by pulses from the standby multivibrator 14.
Ключ 3 включен в одно плечо мультивибратора, а ключи 4 и 5 - в противоположное. При замкнутом ключе 3 ключи 4 и 5 разомкнуты, и резистор 12 нагрет до температуры контролируемой среды Θ. Выходное напряжение моста 2 пропорционально приращению сопротивления термометра 1:Key 3 is included in one arm of the multivibrator, and keys 4 and 5 are in the opposite direction. With the key 3 closed, the keys 4 and 5 are open, and the resistor 12 is heated to the temperature of the controlled medium Θ. The output voltage of the bridge 2 is proportional to the increment of the resistance of the thermometer 1:
Ui = SQRo0U, где S — чувствительность мостовой схемы;Ui = S Q R o 0U, where S is the sensitivity of the bridge circuit;
а — температурный коэффициент сопротивления термометра;a - temperature coefficient of resistance of the thermometer;
Ro — сопротивление термометра при 0°С;Ro is the resistance of the thermometer at 0 ° C;
U — напряжение питания моста.U is the supply voltage of the bridge.
Напряжение 1½ поступает через ключ 3 на интегратор 6, работающий в режиме аналоговой памяти, где и запоминается. После переключения мультивибратора 11 замыкается ключ 4, и выходное напряжение моста через делитель 7 напряжения поступает на неинвертирующий вход усилителя 8. К инвертирующему входу этого усилителя приложено запомненное напряжение Ui. Так как выходное напряжение меньше запомненного в К раз, то на выходе усилителя 8 появляется напряжение, которое с помощью Модулятора 9 и генератора 10 преобразуется в длительность прямоугольных импульсов тока.Voltage 1½ is supplied through switch 3 to an integrator 6 operating in analog memory mode, where it is memorized. After switching the multivibrator 11, the key 4 is closed, and the output voltage of the bridge through the voltage divider 7 is supplied to the non-inverting input of the amplifier 8. A stored voltage Ui is applied to the inverting input of this amplifier. Since the output voltage is less than the stored one by a factor of K, a voltage appears at the output of amplifier 8, which, with the help of Modulator 9 and generator 10, is converted into the duration of rectangular current pulses.
Под действием импульсного тока термометр 1 дополнительно подогревается, что увеличивает выходное напряжение моста 2. В результате подогрева на прямой вход усилителя воздействует напряжение цUnder the influence of the pulse current, the thermometer 1 is additionally heated, which increases the output voltage of the bridge 2. As a result of heating, the voltage c affects the direct input of the amplifier
U2 = SaR0 (Θ + ΔΘ) £ , где ΔΘ — температура перегрева, определяемая воздействием импульсного тока; К — коэффициент деления делителя 7.U 2 = S a R 0 (Θ + ΔΘ) £, where ΔΘ is the superheat temperature determined by the influence of the pulse current; K is the division coefficient of the divider 7.
При возрастании температуры перегрева ΔΘ возрастает напряжение U2, стремясь к значению Ui. В установившемся режиме, если пренебречь напряжением статизма замкнутой схемы, входные напряжения усилителя уравниваются (Uг = Uj). Из равенства напряжений следует:As the superheat temperature ΔΘ increases, the voltage U 2 increases, tending to the value of Ui. In the steady state, if we neglect the static voltage of the closed circuit, the input voltages of the amplifier are equalized (Uг = Uj). From the equality of stresses it follows:
θ_ΐ-Αθ = θθ_ΐ-Αθ = θ
КTO
Температура перегрева ΔΘ определяется коэффициентом теплоотдачи термометра С, квадратом действующего значения импульсного тока I2 и его нагретым сопротивлениемThe superheat temperature ΔΘ is determined by the heat transfer coefficient of the thermometer C, the square of the effective value of the pulse current I 2 and its heated resistance
ΔΘ « — Ro ί 1 + α (θ + ΔΘ) ]. СΔΘ "- Ro ί 1 + α (θ + ΔΘ)]. FROM
Подставляя значение венства напряжения, θ =1 (θ +12 к I с опсуда квадрат импульсного тока р = ___С£К..- I)_____.θ.Substituting the value of the voltage equality, θ = 1 (θ + 1 2 to I s the square of the pulse current p = ___ С £ К ..- I) _____. θ .
Ro (1 + α (Θ + ΔΘ) ]Ro (1 + α (Θ + ΔΘ)]
Действующее значение тока, состоящего из прямоугольных импульсов одной полярности с постоянной амплитудой, длительностью т и периодом повторения Т, определяется выражением -----The effective value of the current, consisting of rectangular pulses of the same polarity with a constant amplitude, duration t and a repetition period T, is determined by the expression -----
I = = Ιοψ/Τ .I = = Ιοψ / Τ.
перегрева в условие раполучаем;overheating in the condition we get;
Ro [1 + α (θ + ΔΘ)) ,R o [1 + α (θ + ΔΘ)),
Учитывая постоянство Т, которое задается генератором 10 фиксированной частоты, регули5 руемая длительность импульсов тока устанав-, ливается равной т = ____с£к_- 1>.т.. . ,е_ .Given the constancy of T, which is set by the generator 10 of a fixed frequency, the adjustable duration of the current pulses is set equal to m = ____ s £ k_- 1> .t ... , e_.
Roll + ft (θ + ΔΘ)1 Ρο Roll + ft (θ + ΔΘ) 1 Ρ ο
Милливольтметром 13 измеряется падение 5 напряжения, создаваемое средним значением импульсного тока на нагретом термометре. Поскольку среднее значение однополярного импульсного тока определяется выражением 'ср = '» Г/Т’ 10 то соответствующее падение напряженияMillivoltmeter 13 measures the voltage drop 5 generated by the average value of the pulse current on a heated thermometer. Since the average value of the unipolar pulsed current is determined by the expression 'cp =''T / T' 10 corresponding to the voltage drop
С£К—1) иср = 'срМ1 + α(θ + Δθ)) = - ζ- *θC £ K — 1) and cp = 'cpM 1 + α (θ + Δθ)) = - ζ- * θ
Установившееся значение падения напряжения и регистрируется милливольтметром после импульса разрешения с задержкой, создаваемой ждущим мультивибратором 14. Время задержки выбирается, исходя из тепловой постоянной времени термометра 1 сопротивления. 20The steady-state value of the voltage drop is recorded by a millivoltmeter after a resolution pulse with a delay created by the waiting multivibrator 14. The delay time is selected based on the thermal time constant of the resistance thermometer 1. 20
После переключения мультивибратора 11 повторяется цикл запоминания. В это время ключ 4 разомкнут и среднее значение падения напряжения от импульсного тока равно нулю. При последующем замыкании ключей 4 и 5 после 25 соответствующей задержки в 14 фиксируется ' новое значение напряжения, пропорциональное измеряемой-температуре Θ.After switching the multivibrator 11, the memory cycle is repeated. At this time, the key 4 is open and the average value of the voltage drop from the pulse current is zero. With the subsequent closure of keys 4 and 5 after 25 corresponding delays of 14, a 'new voltage value is fixed, proportional to the measured temperature Θ.
Из выражения для среднего значения напряжения следует, что непостоянство чувствитель- зо ности моста S, напряжения питания моста U, коэффициента усиления усилителя 8, чувстви- . тельности модулятора 9 не влияет на точность измерения.From the expression for the average voltage value it follows that the instability of the sensitivity of the bridge S, the supply voltage of the bridge U, the gain of the amplifier 8, is sensitive. The modulator 9 does not affect the accuracy of the measurement.
По сравнению с известным отсутствие в 35 уравнении преобразования температурного коэффициента исключает погрешность,возникающую из-за изменения чувствительности термометра сопротивления, а также погрешность от нелинейности преобразовательной характеристики. адCompared with the known, the absence of a temperature coefficient transformation in the 35 equation eliminates the error arising from a change in the sensitivity of the resistance thermometer, as well as the error from the nonlinearity of the conversion characteristic. hell
Использование предлагаемого устройства позволяет повысить точность регистрации температуры различных сред, изменяющихся в широких пределах. Возможность использования дешевых термометров (медныхцикелевых и др.) 45 с нестабильным температурным коэффициентом вместо термометров сопротивления из драгоценных металлов дает значительный экономический эффект.Using the proposed device can improve the accuracy of recording the temperature of various media that vary over a wide range. The possibility of using cheap thermometers (copper cyclic, etc.) 45 with an unstable temperature coefficient instead of resistance thermometers made of precious metals gives a significant economic effect.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU782600274A SU742724A1 (en) | 1978-04-06 | 1978-04-06 | Temperature registering device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU782600274A SU742724A1 (en) | 1978-04-06 | 1978-04-06 | Temperature registering device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU742724A1 true SU742724A1 (en) | 1980-06-25 |
Family
ID=20757781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU782600274A SU742724A1 (en) | 1978-04-06 | 1978-04-06 | Temperature registering device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU742724A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2486482C1 (en) * | 2012-01-25 | 2013-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "ТГТУ") | Device for temperature measurement |
| RU2676821C1 (en) * | 2018-01-09 | 2019-01-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина" | Temperature measuring device |
-
1978
- 1978-04-06 SU SU782600274A patent/SU742724A1/en active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2486482C1 (en) * | 2012-01-25 | 2013-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "ТГТУ") | Device for temperature measurement |
| RU2676821C1 (en) * | 2018-01-09 | 2019-01-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина" | Temperature measuring device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3398664B2 (en) | Method for evaluating the signal of a magnetoresistive sensor and an apparatus for implementing the method | |
| US3875501A (en) | Pulse width modulation type resistance deviation measuring apparatus | |
| GB1586417A (en) | Method of and apparatus for the inductive measurment of fluid flow | |
| PL94854B1 (en) | ||
| SU742724A1 (en) | Temperature registering device | |
| JP3142994B2 (en) | Power calculation device | |
| NL8104560A (en) | CONTROL CIRCUIT FOR A HEAT CONTACT FIXING DEVICE. | |
| CN113176006B (en) | High-resolution temperature measuring device and multichannel temperature measuring system | |
| JP4809837B2 (en) | How to operate a heat loss pressure sensor with resistance | |
| SU777585A1 (en) | Gaseous and liquid media parameter measuring method | |
| JPS62207968A (en) | Conductivity meter circuit | |
| US20060021444A1 (en) | Method of operating a resistive heat-loss pressure sensor | |
| Nascimento et al. | Output dynamic range of radiometers based on thermoresistive sensors | |
| SU1151834A1 (en) | Device for measuring temperature (its versions) | |
| SU1645861A1 (en) | Device for pressure measurement | |
| SU1312405A1 (en) | Thermoresistive temperature meter with digital indication | |
| Chase | Self‐Balancing Conductance Bridge for Low Temperature Thermometry | |
| Selvam | A double single slope multiplier cum divider | |
| RU2345372C1 (en) | Device for measuring of shf power | |
| JPH05142006A (en) | Measuring device of offset voltage | |
| Kuppurajulu et al. | A fast response device for measurement of power, reactive power, volt-amperes and power factor | |
| SU1719925A1 (en) | Temperature-measuring device | |
| SU871085A1 (en) | Thermal ac comparator | |
| SU535840A1 (en) | Digital megohmmeter | |
| SU862080A1 (en) | Ac to dc converter |