устройство для измерения разности температур

Формула изобретения

Устройство для измерения разности температур, содержащее два терморезистора, включенные в соседние плечи моста, дифференциальный усилитель, включенный суммирующим входом в измерительную диагональ моста, индикаторный или регистрирующий прибор, делитель напряжения, один из каскадов которого выполнен термозависимым, связанный с выходом усилителя, последовательно соединенные селектируемый пиковый детектор, запоминающую емкость, генератор управляемой частоты, каскад задержки импульсов, генератор строб-импульса, подключенный к управляющему входу детектора, причем выход генератора управляемой частоты дополнительно соединен с диагональю питания моста, отличающееся тем, что в него введена отрицательная обратная связь путем соединения выхода запоминающей емкости с вычитающим входом дифференциального усилителя, а вход индикаторного или регистрирующего прибора связан с входом генератора управляемой частоты.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах температурного контроля газотурбинных двигателей летательных аппаратов, электрооборудования электростанций и т.д.

Известно устройство для измерения разности температур, содержащее два терморезистора, включенных в соседние плечи моста, усилитель, включенный в измерительную диагональ моста, индикаторный или регистрирующий прибор, делитель напряжения, один из резисторов которого выполнен термозависимым, включенным между входом усилителя и входом индикаторного или регистрирующего прибора (авт. свид. SU №1672236 А1, МКИ G01К 3/08, 23.08.91, бюл. №23).

Недостатком этого устройства является низкая чувствительность измерений.

Известно также устройство для измерения разности температур, принятое за прототип, содержащее два терморезистора, включенных в соседние плечи моста, усилитель, включенный в измерительную диагональ моста, индикаторный или регистрирующий прибор, делитель напряжения, один из каскадов которого выполнен термозависимым, связанный с выходом усилителя, а также последовательно соединенные селектируемый пиковый детектор, запоминающую емкость, генератор управляемой частоты, каскад задержки импульсов, генератор строб-импульса, подключенный к управляющему входу детектора, а выход генератора управляемой частоты дополнительно соединен с диагональю питания моста и входом индикаторного или регистрирующего прибора (RU патент 2265195 от 27.11.05, бюл. №33).

Недостатком этого устройства является сравнительно низкая точность измерений.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение точности измерений путем введения отрицательной обратной связи в устройство.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что в устройство для измерения разности температур, содержащее два терморезистора, включенных в соседние плечи моста, дифференциальный усилитель, включенный суммирующим входом в измерительную диагональ моста, индикаторный или регистрирующий прибор, делитель напряжения, один из каскадов которого выполнен термозависимым, связанный с выходом усилителя, последовательно соединенные селектируемый пиковый детектор, запоминающую емкость, генератор управляемой частоты, каскад задержки импульсов, генератор строб-импульса, подключенный к управляющему входу детектора, причем выход генератора управляемой частоты дополнительно соединен с диагональю питания моста, также введена отрицательная обратная связь путем соединения выхода запоминающей емкости с вычитающим входом дифференциального усилителя, при этом вход индикаторного или регистрирующего прибора связан с входом генератора управляемой частоты.

На чертеже приведена структурная схема предложенного устройства.

Устройство содержит терморезисторы 1 и 2, включенные в соседние (смежные) плечи неуравновешенного моста, усилитель 3, включенный своим суммирующим входом в измерительную диагональ моста, включенный на выходе усилителя 3 делитель напряжения 4 с терморезистором 5 и тремя термонезависимыми резисторами 6-8, селектируемый пиковый детектор 9, подключенный входом к выходу делителя напряжения 4, выход детектора 9 через запоминающую емкость 10 связан с входом линейного генератора управляемой частоты 11, выход которого соединен с диагональю питания моста и через последовательно соединенные каскад задержки 12 и генератор строб-импульса 13 связан с управляющим входом детектора 9, причем вход генератора 11 соединен с вычитающим входом усилителя 3 и входом индикаторного или регистрирующего прибора 14.

Устройство работает следующим образом.

Терморезисторы 1 и 2 находятся в разных контролируемых точках исследуемого объекта, для которых осуществляется измерение разности температур. Терморезистор 5 размещается в одной из двух контролируемых точек исследуемого объекта и может быть выполнен в едином корпусе с одним из терморезисторов 1 или 2.

Разность температур терморезисторов 1 и 2 определяет напряжение в измерительной диагонали моста, которое усиливается усилителем 3 и через делитель напряжения подается на вход селектируемого пикового детектора 9. Терморезистор 5 предназначен для автоматической компенсации нелинейности характеристик терморезисторов 1 и 2, изменяя в зависимости от температуры коэффициент передачи делителя 4.

Степень компенсации зависит от соотношения сопротивлений терморезистора 5 и резисторов 6 и 7, которые рассчитываются для заданного диапазона изменения температуры с учетом конкретного типа терморезисторов. Резистор 8 дополнительно шунтирует выход усилителя 3 и используется только для усилителей с токовым выходом.

Выходное напряжение с делителя 4, снимаемое с резисторов 7 и 5, используется при работе с терморезисторами, сопротивление которых увеличивается с ростом температуры по квадратичной зависимости с отрицательным нелинейным членом (платиновые терморезисторы). При использовании теморезисторов с положительным нелинейным членом температурной характеристики (например, никелевые терморезисторы) выходной сигнал с делителя 4 снимается с резисторов 6 или 7.

Детектор 9 преобразует усиленное импульсное напряжение разбаланса моста, равное амплитуде импульса, которое запоминается емкостью 10 и управляет частотой генератора 11. Частота следования импульсов генератора 11 пропорциональна напряжению на емкости 10. Выходные импульсы генератора 11 питают диагональ питания моста и одновременно управляют работой селектируемого пикового детектора 9 через каскад задержки 12 и генератор строб-импульса 13. Напряжение с емкости 10 подается также на вычитающий вход дифференциального усилителя 3, обеспечивая отрицательную обратную связь по напряжению, и измеряется индикаторным или регистрирующим прибором 14. Введение отрицательной обратной связи в устройство обеспечивает высокую точность преобразования напряжения разбаланса моста. Импульсы генератора 11 имеют малую длительность и большую амплитуду, которая рассчитывается на основании допустимой мощности рассеивания терморезисторами 1 и 2.