Вимірювач температури

Вимірювач температури, що містить термопару, перший і другий теплопровідні елементи, компенсаційний міст, в кожне плече якого включений резистор, причому резистор першого плеча виконаний термозалежним, джерело живлення, негативний вихід якого з'єднаний з другою вершиною діагоналі живлення мостової схеми, вимірюваль 3 згідно корисної моделі, додатково містить напівпровідниковий діод і два додаткові резистори, причому анод діода з'єднаний із додатнім виходом блоку живлення, а катод діода через перший додатковий резистор під'єднаний до першої вершини діагоналі живлення компенсаційного моста і з'єднаний із від'ємним виходом блоку живлення через другий додатковий резистор. Введення напівпровідникового діоду, двох додаткових резисторів та зв'язків між ними і розміщення напівпровідникового діоду з термозалежним резистором мостової схеми на теплопровідних елементах дає можливість вирівняти температури вільних кінців термопари, термозалежного резистора і напівпровідникового діода чим забезпечує отримання вихідної характеристики мостової схеми наближеної до початкової характеристики термопари в широкому діапазоні температури вільних кінців з підвищеною точністю, отже забезпечує зменшення похибки вимірювання температури. На Фіг. зображено функціональну схему вимірювача температури, де 1 - термопара, 2 і 3 - перший і другий теплопровідний елемент, 4 і 7 - перший і другий додаткові резистори, 5 напівпровідниковий діод, 6 - джерело живлення, 8 - компенсаційний міст, 9 - резистор першого плеча, 10 - резистор другого плеча, 11 - резистор третього плеча, 12 - резистор четвертого плеча, 13 - вимірювальний прилад. Вимірювач температури містить термопару 1, виходи якої через теплопровідні елементи 2 і 3 під'єднані до першої вершини діагоналі виходу компенсаційного моста 8 в кожне плече якого включений резистор, причому резистор першого плеча 9 виконаний термозалежний, і до другого входу вимірювального приладу 13, перший вхід якого з'єднаний з другою вершиною діагоналі виходу компенсаційного моста 8, друга вершина діагоналі живлення компенсаційного моста 8 під'єднана до від'ємного виходу джерела живлення 6, додатній вихід якого через напівпровідниковий діод 5 під'єднаний до перших виходів додаткових резисторів 4, 7, при чому другий вивід першого додаткового резистора 4 з'єднаний з першою вершиною діагоналі живлення мостової схеми 8, другий вивід другого додаткового резистора 7 під'єднаний до від'ємного виводу джерела живлення 6 і до другої вершини діагоналі живлення мостової схеми 8. Напівпровідниковий діод 5 і термозалежний резистор 9 першого плеча компенсаційного моста 8 конструктивно розміщені на теплопровідних 54329 4 елементах 2 і 3, що забезпечує рівність їх температур І температури вільних кінців термопари. При поміщенні термопари 1 у середовище, для якого необхідно виміряти температури, на виході термопари 1 з'явиться електрорушійна сила Е, яка є функцією від різниці температури вимірювання і температури вільних кінців: е = f(tг) - f(tв) де f - функція перетворення; tг - температура гарячого спаю; tв - температура вільних кінців. Вихідна напруга термопари 1 сумується з вихідною напругою компенсаційного моста 8, значення якої визначається згідно виразу: U Uд U д t RМ R3 R5 U( t ) ( ) RМ R1 R3 R 4 R5 R6 де U - значення вихідної напруги джерела живлення; U д - спад напруги на напівпровідниковому діоді 5 при t=0°С; U д - температурна зміна напруги на діоді 5 при зміні температури на 1°С; R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 - значення опор, відповідно, резисторів 4, 7, 9, 10, 11, 12; R М - загальний опір компенсаційного моста, який визначається з виразу (R 3 R 4 )(R 5 R 6 ) RМ R3 R 4 R5 R6 З виразу видно, що терморезистор 9 і напівпровідниковий діод 5 створюють нелінійність вихідної напруги компенсаційного моста 8. Необхідний діапазон вихідної напруги компенсаційного моста 8 і її нелінійність забезпечується вибором значення вихідної напруги U джерела живлення 6 і значення опору резисторів 4 і 7. Точність відтворення необхідної залежності компенсаційного моста 8 залежить від точності вимірювання температури вільних кінців термопари 1, напівпровідникового діода 5 і термозалежного резистора 9 компенсаційного моста 8. Для цього вільні кінці термопари 1 під'єднані до теплопровідних елементів 2, 3, на яких розміщені напівпровідниковий діод 5 і термозалежний резистор 9 компенсаційного моста. На вхід вимірювального приладу 13 поступає напруга пропорційна вимірювальній температурі. При відповідному виборі коефіцієнта перетворення вимірювального приладу 13 результат вимірювання дорівнює значенню вимірювальної температури. 5 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 54329 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601