RU1812449C

RU1812449C - Device for measurement of temperature difference

Info

Publication number: RU1812449C
Authority: RU
Inventors: Валерий Павлович Блинов
Original assignee: Тернопольское конструкторское бюро опытных работ
Priority date: 1990-08-15
Filing date: 1990-08-15
Publication date: 1993-04-30

Abstract

Изобретение относитс к температурным измерени м, а именно к устройствам дл измерени разности температур с помощью термопреобразователей сопротивлени , удаленных друг от друга и от измерител . Цель изобретени - упрощение устройства. Устройство содержит источник стабилизационного посто нного тока, удаленные друг от друга два термопреобразовател сопротивлени , проводник, блок вычитани , четыре согласующих резистора. 1 ил.The invention relates to temperature measurements, and in particular, to devices for measuring a temperature difference using resistance thermocouples that are remote from each other and from the meter. The purpose of the invention is to simplify the device. The device comprises a stabilization constant current source, two resistance thermocouples remote from each other, a conductor, a subtraction unit, and four terminating resistors. 1 ill.

Description

Изобретение относитс к области температурных измерений, а именно к устройствам дл измерени разности температур с помощью термопреобразователей сопротивлени , удаленных друг от друга и от измерител .The invention relates to the field of temperature measurements, and in particular to devices for measuring a temperature difference using resistance thermocouples that are remote from each other and from the meter.

Цель изобретени - повышение точности измерени при удаленных друг от друга термопреобразовател х.сопротивлени за счет исключени вли ни сопротивлени проводника, соедин ющего термопреобразователи между собой, устранение синфазной помехи, а также упрощение устройства.The purpose of the invention is to increase the measurement accuracy with the thermocouples x.resistance removed from each other by eliminating the influence of the resistance of the conductor connecting the thermocouples to each other, eliminating common mode noise, and also simplifying the device.

На чертеже представлена схема устройства .The drawing shows a diagram of the device.

Устройство дл измерени разности температур содержит источник 1 стабилизированного посто нного тока, удаленные друг от друга первый 2 и второй 3 термопреобразователи сопротивлени , проводник 4, соедин ющий термопреобразователи. между собой, блок 5 вычитани на базе операционного усилител 6, первый 7, второй 8, третий 9 и четвертый 10 согласующие резисторы , а также резисторы 11 и 12 обратной св зи блока 5 вычитани .A device for measuring the temperature difference comprises a stabilized direct current source 1, first 2 and second 3 thermocouples of resistance removed from each other, a conductor 4 connecting the thermocouples. to each other, a subtraction unit 5 based on an operational amplifier 6, a first 7, a second 8, a third 9, and a fourth 10 terminating resistors, as well as feedback resistors 11 and 12 of the subtracting unit 5.

Первый вывод первого и второй вывод второго 3 термопреобразователей сопротивлени соединены соответственно с первым и вторым выводами источника 1 тока. Первый и второй выводы первого 2 термопреобразовател посредством первой двухпроводной симметричной линии через первый 7 и второй 8согласующие резисторы подключены соответственно к инвертирующему и неинвертирующему входам блока 5 вычитани , а первый и второй выводы второй 3 термопреобразовател посредством второй двухпроводной симметричной линии через третий 9 и четвертый 10 согласующие резисторы - соответственно к неинвертирующему и инвертирующему входам указанного блока 5.The first terminal of the first and second terminal of the second 3 resistance thermocouples are connected respectively to the first and second terminals of the current source 1. The first and second terminals of the first 2 thermocouples through the first two-wire symmetrical line through the first 7 and second 8-matching resistors are connected respectively to the inverting and non-inverting inputs of the subtraction unit 5, and the first and second conclusions of the second 3 thermocouples through the second two-wire symmetrical line through the third 9 and fourth 10 matching resistors - respectively to the non-inverting and inverting inputs of the specified block 5.

Устройство работает следующим образом .The device operates as follows.

Падени напр жений, выдел ющиес на термопреобразовател х 2 и 3, и сопротивлений проводника 4 при протекании тока от источника 1 определ ютс соответственно выражени ми:The voltage drops released to the thermal converters 2 and 3, and the resistances of the conductor 4 when the current flows from the source 1 are determined respectively by the expressions:

(t);(1)(t); (1)

(t);(t);

0000

toto

JbJb

4 Ч4 h

U4.JK. U4.JK.

(2)(2)

где I - ток источника 1; R2(t), Raft)-сопротивлени термопреобразователей 2 и 3 соответственно;where I is the current of source 1; R2 (t), Raft) -resistance of thermal converters 2 and 3, respectively;

R4 - сопротивление проводника 4.R4 - conductor resistance 4.

Эти напр жени через согласующие резисторы 7-10 поступают на входы блока 5 вычитани .These voltages are supplied through the terminating resistors 7-10 to the inputs of the subtraction unit 5.

При выбранных значени х сопротивлений согласующих резисторов 7-10 и резисторов 11, 12 обратной св зи, равных соответственноWith the selected resistance values of the matching resistors 7-10 and feedback resistors 11, 12, respectively

и выполнений услови R2(t), R3(t)«R. что обеспечиваетс выбором сопротивлени R, коэффициенты передачи блока 5 вычитани по KS - неинвертирующему и Kg -инвертирующему каналам определ ютс соотношени ми:and satisfying the conditions R2 (t), R3 (t) R R. that is provided by the choice of resistance R, the transmission coefficients of the subtraction unit 5 on the KS - non-inverting and Kg-inverting channels are determined by the relations:

, - Г ; ...- ;/ где К - коэффициент усилени блока 5 вЫчи- тани . .;. ..-. .:-.. . .; . ; .. , - G; ...-; / where K is the gain of the subtracting block 5. .;. ..-. .: - ... .; . ; ..

Напр жение на выходе блока 5 вычитани определ етс выражениемThe voltage at the output of the subtracting unit 5 is determined by the expression

U5(2U3-U4)K-{U2+U3+U4)K U3K-U2K.U5 (2U3-U4) K- {U2 + U3 + U4) K U3K-U2K.

Подставив значени Ua. Us из формул. (1), (2). получаем:Substituting the values of Ua. Us from the formulas. (12). we get:

(t)-R2(t)(t) -R2 (t)

Из выражени видно, что выходной сигнал устройства не зависит от сопротивлени проводника 4, соедин ющего термопреобразователи , и св зан линейной зависимостью с сопротивлением термопреобразователей и, соответственно, с разностью температур последних .It can be seen from the expression that the output signal of the device does not depend on the resistance of the conductor 4 connecting the thermocouples, and is connected linearly with the resistance of the thermocouples and, accordingly, with the temperature difference of the latter.

Таким образом, непосредственное подключение выводов термопреобразователейThus, the direct connection of the terminals of thermal converters

сопротивлени через согласующие резисторы к блоку вычитани с использованием дл этой цели двухпроводных симметричных линий , с помощью которых устран етс вли ние сопротивлени проводника, соедин ющего удаленные друг 6т друга термопреобразователи , позвол ет отказатьс от усилителей с отрицательной обратной св зью, что, в свою очередь, повышает точность измерени и значительно упрощает устройство.resistances through terminating resistors to the subtraction unit using two-wire symmetrical lines for this purpose, which eliminate the influence of the resistance of the conductor connecting the thermocouples that are distant from each other, eliminates the need for amplifiers with negative feedback, which, in turn, , improves measurement accuracy and greatly simplifies the device.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A device for measuring a temperature difference, comprising a series of first and second resistance thermocouples, a first terminal of a first and second terminal of a second connected to respective terminals of a stabilized constant current source, a subtractor unit in the form of an operational amplifier, whose inverting and non-inverting inputs connected through the first and second terminating resistors, respectively, and two wires of the first 25 communication lines with the terminals of the first thermal conversion resistance, and through the third and fourth terminating resistors, respectively, two wires of the second communication line with the terminals of the second resistance thermoconverter, characterized in that, in order to simplify the device, the communication lines are made in the form of two-wire symmetrical lines, the wires of the first of which are connected to the first and second terminals of the first resistance thermoconverter, and the wires of the second to the second and first terminals of the second resistance thermoconverter.

10

fifteen

twenty

thirty

35