SU1268968A1 - Устройство дл измерени температуры - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к термометрии и может найти применение в системах контрол  и регулировани  температуры (Т) поверхьюсти твердьих тел, а также пристенных слоев жидких и газообразных сред. Цель изобретени  - повышение точности измерени  и быстродействи  путем учета теплонотерь от чувствительного элемента в окружающую среду. Управл емые генераторы 4 и 5 тока подают импульсами в противофазе друг к другу соответственно на транзисторы 2 и Зтоки, значени  которых выбраны так, чтобы зависимость пр мого напр жени  на переходах база-эмиттер от Т у транзисторов 2 и 3 была одинаковой. Усилитель 7 неременного напр жени  усиливает переменную составл ющую , а усилитель 8 посто нного тока - весь сигна.. Выходное напр же1Н1е усилител  7 неременного напр жени  детектируетс  синхронным детектором 9 и суммируетс  с выходным напр жением усилител  8 носто нного тока в сумматоре 10. Резу.пьтирующий сигнал юступает на фильтр 11, а затем в виде нанр жени , пропорцио (С нального Т объекта контрол , поступает на (Л аналого-цифровой нреобразоватсмь 12 и цифровой индикатор 13. 2 H.:I. ю 05 СХ) со о: 00

Description

Изобретение относитс  к термометрии и может }1айти применение в системах контрол  и регулировани  температуры поверхности твердых тел, а также пристенных слоев жидких и газообразных сред. Целью изобретени   вл етс  повын1ение точности измерени  и быстродействи  путем учета теплопотерь от чувствительного элемента в окружающую среду и реализации метода двух термоприемников. На фиг.1 приведена структурна  схема устройства; на фиг.2 - графики, по сн юпхие его работу. Устройство содержит термопреобразователь 1, выполненны в виде тепловосприкимаюп1 ,ей пластины с чувствительными элементами - транзисторами 2 и 3, два управл емых генератора 4 и 5 тока, тактовый генератор 6, усилитель 7 переменного напр жени , усилитель 8 посто пь ого тока, сипхропный детектор 9, сумматор 10, фильтр 11, аналого-цифровой нреобразователь 12 и цифровой индикатор 13. Один из транзисторов расположен па тенловоспринимаюп1ей пластине термопреобразовател , а другой - над ним. Эмиттеры обоих транзисторов соединены и нодключены к вторы.м выходам управл емых генераторов 4 и 5 тока, к первым выходам которых подлкючепь 1 соответственно коллекторы транзисторов. Кроме того, эмиттеры транзисторов подсоединены к входам усилителей переменного напр жени  7 и посто нного тока 8. Выход усилител  8 посто пного тока подключеп к первому входу сумматора 10, к второму входу которого через синхронный детектор 9 подключеп выход усилител  7 перемеппого напр жени . Пр мой выход тактового генератор 6 подключен к управл ющему входу геператора 4 тока, а инверсный - к входам управл емого генератора 5 тока и синхронного детектора 9. К выходу фильтра 11 последовательно подключены аналогоцифровой преобразователь 12 и цифровой индикатор 13. Устройство работает следующим образом. При соприкосновении тепловоспринимаюП1 ,ей пластины термопреобразовател  с объектом контрол , имеющим температуру Тк (фиг.2, лини  14), сначала нагреваетс  транзистор 2 (фиг.2, крива  15), а затем - транзистор 3 (фиг.2, крива  16). При этом, вследствие теплоотвода но корпусу термопреобразовател  в окружающую среду, установившеес  значение темнературы транзистора 2 пиже температуры контролируемого объекта Тк на величину ДТ|, а температура транзистора 3 ниже температуры транзистора 2 на величину ДТ2. Разности температур АТ| и АТа завис т от температур окружающей среды и объекта контрол . Средн   температура Т двух транзисторов 2 и 3 измен етс  в соответствии с кривой 17, а разность температур ДТ2 - в соответствии с кривой 18. Управл емые генераторы 4 и 5 тока подают импульсами, в противофазе один к другому, соответственно на транзисторы 2 и 3 токи 1| и 12. Значени  этих токов выбраны таким образом, чтобы зависимость пр мого напр жени  на переходах базаэмиттер от температуры у обоих транзисторов была одинаковой. Амплитуда импульсов падени  напр жени  на переходах базаэмиттер транзисторов пропорциональна их температурам и будет измен тьс  в соответствии с кривыми 15 и 16 на фиг.2. Сигнал на входе усилите,пей посто нного тока и переменного напр жени  равен сумме сигналов от транзисторов и имеет посто нную составл ющую, пропорциональную средней температуре транзисторов (фиг.2,крива  17) и переменную составл ющую, пропорциональную разности температур транзисторов (фиг.2, крива  18). Усилитель переменного напр жени  усиливает только переменную составл ющую, а усилитель посто нного тока - весь сигнал. Выходное напр жение усилител  переменного напр жени  детектируетс  синхронным детектором 9 и суммируетс  с выходным напр жением усилител  посто нного тока в сумматоре 10. Результирующий сигнал поступает на фильтр 11, а затем в. виде напр жени  UBLIX, пропорционального температуре объекта контрол  (фиг.2, крива  19), - на выходные блоки: аналого-цифровой преобразователь 12 и цифровой индикатор 13. При этом S(KiXT.+ K2AT2 где S чувствительность к температуре пр мого напр жени  па переходах база-эмиттер транзисторов; и Кг - соответственно коэффициенты усилени  усилител  посто нного тока и усилител  переменного напр жени  с синхронным детектором. Значение коэффициента усилени  Ki рассчитываетс  из условий: ATz О, Ti Тк, Ьвых UK и равно ()- KxS где К - коэффициент пропорциональности между температурой объекта Тк и выходным напр жением UK. Коэффициент К2 определ етс  выражением К2 UK(-T,XT) (SiAT2)--, где Те, АТ2, UK - величины, рассчитанные или измеренные при градуировке устройства .

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для измерения температуры, содержащее в качестве термочувствительно го элемента закрепленный на тепловоспринимающей пластине первый транзистор, база которого подключена к общей шине устройства, а коллектор и эмиттер подключены к выходу первого управляемого генератора тока, управляющий вход которого соединен с первым выходом тактового генератора, второй выход которого соединен с управляющим входом синхронного детектора, вход которого через усилитель переменного тока подключен к эмиттеру транзистора, последовательно соединенные фильтр, аналогоцифровой преобразователь и цифровой индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и быстродействия путем учета теплопотерь от чувствительного элемента в окружающую среду, в него введены второй транзистор, закрепленный над первым транзистором, второй управляемый генератор тока, усилитель постоянного тока и сумматор, выход которого подключен к входу фильтра, а входы соответственно соединены с выходом синхронного детектора и выходом усилителя постоянного тока, вход которого подключен к эмиттерам транзисторов и первому выходу второго управляемого генератора тока, управляющий вход которого соединен с вторым выходом тактового генератора, а второй выход подключен к коллектору второго транзистора, база которого соединена с общей шиной устройства.