Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для измерения температуры

Предлагаемое изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения физических величин с первичными резисторными датчиками, в частности для измерения температуры с использованием терморезисторов.

Известно устройство измерения температуры (А.С. СССР №158113, МПК G01K 7/00, опубл. 1963, Бюл. №20), содержащее измерительный мост, фазочувствительный усилитель, исполнительный двигатель, бесконтактный компенсирующий элемент, выполненный в виде дифференциального трансформатора с перемещающимся сердечником, дифференциальная обмотка которого включена на вход электронного усилителя последовательно с диагональю измерительного моста, вторая обмотка включена в диагональ питания моста, а третья - возбуждающая - в сеть переменного тока.

Недостатком таких устройств является сравнительно низкая надежность работы ввиду использования реверсивного двигателя, связанного через эксцентрик с перемещающимся сердечником (плунжером), т.е. наличие электромеханических преобразователей в цепи отрицательной обратной связи устройства.

Наиболее близким к предлагаемому устройству для измерения температуры является устройство для измерения температуры, принятое за прототип (патент RU №2486482 С1, МПК 7/20 опубликовано 27.06.2013, Бюл. №18), содержащее измерительный мост с термочувствительным элементом, электронный усилитель, бесконтактный компенсирующий элемент в виде дифференциального трансформатора с перемещающимся сердечником (плунжером), дифференциальная обмотка которого соединена с входом электронного усилителя последовательно с диагональю измерительного моста, вторая обмотка включена через балластный резистор к диагонали питания моста, а третья - возбуждающая - с сетью переменного тока, а также выпрямитель постоянного тока и две пластины конденсатора, одна из которых является жесткой, а вторая - упругой, разделенными диэлектриком, причем вход выпрямителя связан с выходом усилителя, а выход - с выходом устройства и пластинами конденсатора, упругая пластина которого соединена с плунжером дифференциального трансформатора.

Недостатком этого устройства является также сравнительно низкая надежность работы в виду использования упругой пластины конденсатора, соединенной с плунжером дифференциального трансформатора в цепи отрицательной обратной связи устройства.

Техническим результатом заявляемого устройства является повышение надежности его работы.

Технический результат достигается тем, что в устройство для измерения температуры, содержащее измерительный мост с термочувствительным элементом, электронный усилитель, выход которого связан с выходом устройства, первый трансформатор, вторая обмотка которого через балластный резистор подключена к диагонали питания моста, а первая - возбуждающая - к сети переменного тока, второй трансформатор, выходная обмотка которого через последовательно соединенную измерительную диагональ моста соединена с входом усилителя, а входная - с выходом усилителя и выходом устройства.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Термометр сопротивления R_T включен в мостовую схему 1, диагональ питания которой через балластный резистор 2 подключена к обмотке 3 трансформатора 4, а измерительная диагональ через последовательно соединенную выходную обмотку трансформатора 5 связана с входом усилителя 6 переменного тока, выход которого соединен с выходом устройства и входной обмоткой трансформатора 5.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии разбаланса моста на входе усилителя напряжение отсутствует. Напряжение в выходной обмотке трансформатора 5 также равно нулю. При росте температуры изменяется сопротивление терморезистора R_T, появляется напряжение в измерительной диагонали, которое через последовательно включенную выходную обмотку трансформатора 5 с напряжением в противофазе подается на вход усилителя 6. Выходной сигнал усилителя компенсирует напряжение разбаланса измерительной диагонали моста 1 со статической погрешностью, определяемой коэффициентом усиления следящей системы автоматического управления (обратно пропорционально этому коэффициенту).

В установившемся режиме напряжение U_вых и его фаза на выходе 6 усилителя однозначно характеризуют измеряемую температуру.

Предлагаемое устройство характеризуется повышенной точностью и надежностью работы по сравнению с прототипом в виду отсутствия узлов с механическим пространственным перемещением.