RU2265195C2

RU2265195C2 - Device for measuring temperatures difference

Info

Publication number: RU2265195C2
Application number: RU2003126843/28A
Authority: RU
Inventors: А.И. Фесенко (RU); А.И. Фесенко
Original assignee: Тамбовский военный авиационный инженерный институт
Priority date: 2003-09-01
Filing date: 2003-09-01
Publication date: 2005-11-27
Also published as: RU2003126843A

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: device has two thermo-resistors, amplifier, indicator or registration device, voltage splitter. Also, device has serially linked selected peak detector, recording capacity, controlled frequency generator, pulse delay cascade, strobe pulse generator. Strobe pulse generator is connected to control input of detector. Output of controlled frequency generator is additionally connected to diagonal of bridge power and to input of indicator or registration device. Input of peak detector is connected to output of voltage splitter.

EFFECT: higher sensitivity and precision of measurements.

1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах температурного контроля газотурбинных двигателей летательных аппаратов, электрооборудования электростанций и т.д.The invention relates to measuring equipment and can be used in temperature control systems of gas turbine engines of aircraft, electrical equipment of power plants, etc.

Известно устройство для измерения разности температур (патент ГДР №131674, кл. G 01 К 17/18, опубликовано в 1978 г.), которое содержит два терморезистора, включенных в соседние плечи моста, и усилитель, включенный в измерительную диагональ моста и соединенный с входом индикаторного или регистрирующего прибора.A device for measuring the temperature difference (patent GDR No. 131674, class G 01 K 17/18, published in 1978), which contains two thermistors included in the adjacent shoulders of the bridge, and an amplifier included in the measuring diagonal of the bridge and connected to input indicator or recording device.

Недостатком этого устройства является низкая чувствительность измерений и значительная погрешность, обусловленная нелинейностью характеристик терморезисторов.The disadvantage of this device is the low sensitivity of the measurements and a significant error due to the nonlinearity of the characteristics of thermistors.

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 резисторов которого выполнен термозависимым, включенным между выходом усилителя и входом индикаторного или регистрирующего прибора (авт. свид. SU №1672236 А 1, МКИ G 01 К 3/08, 23.08.91. Бюл. №231).There is also known a device for measuring the temperature difference, taken as a prototype, containing two thermistors included in the adjacent shoulders of the bridge, an amplifier included in the measuring diagonal of the bridge, an indicator or recording device, a voltage divider, one of the resistors of which is made thermally dependent, connected between the output of the amplifier and the input of the indicator or recording device (ed. certificate. SU No. 1672236 A 1, MKI G 01 K 3/08, 08/23/91. Bull. No. 231).

Недостатком этого устройства является низкая чувствительность измерений.The disadvantage of this device is the low sensitivity of the measurements.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение чувствительности измерений путем применения импульсного питания мостовой измерительной цепи.The technical result of the invention is to increase the sensitivity of measurements by applying pulsed power to the bridge measuring circuit.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что в 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, соединенный с выходом усилителя, дополнительно введены последовательно соединенные селектируемый пиковый детектор, запоминающая емкость, генератор управляемой частоты, каскад задержки импульсов, генератор строб-импульса, подключенный к управляющему входу детектора, а выход генератора управляемой системы дополнительно соединен с диагональю питания моста и входом индикаторного или регистрирующего прибора.The essence of the invention lies in the fact that the device for measuring the temperature difference, containing two thermistors included in the adjacent shoulders of the bridge, an amplifier included in the measuring diagonal of the bridge, an indicator or recording device, a voltage divider, one of the resistors of which is made thermally dependent, connected to the output of the amplifier, in addition, a sequentially connected selectable peak detector, a storage capacitance, a controlled frequency generator, a pulse delay cascade, a gene a strobe pulse generator connected to the control input of the detector, and the output of the generator of the controlled system is additionally connected to the diagonal of the bridge power and the input of the indicator or recording device.

На чертеже приведена структурная схема предложенного устройства.The drawing shows a structural diagram of the proposed device.

Устройство содержит терморезисторы 1 и 2, включенные в соседние (смежные) плечи неуравновешенного моста, усилитель 3, включенный своим 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 (КД) 12 и генератор строб-импульса 13 связан с управляющим входом детектора 9, а также с входом индикаторного или регистрирующего прибора 14.The device contains thermistors 1 and 2 included in adjacent (adjacent) shoulders of an unbalanced bridge, an amplifier 3 included at its output into the measuring diagonal of the bridge, a voltage divider 4 with a thermistor 5 and three thermally independent resistors 6-8 connected to the output of the amplifier 3, a selectable peak detector 9, connected by an input to the output of the voltage divider 4, the output of the detector 9 through a storage capacitor 10 is connected to the input of a linear oscillator of a controlled frequency 11, the output of which is connected to the diagonal of the bridge power supply and through been consistent cascade connected delay (CD) 12 and a strobe pulse generator 13 is connected to a control input of the detector 9 as well as to an input of an indicator or a recorder 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 2-х контролируемых точек исследуемого объекта и может быть выполнен в едином корпусе с одним из терморезисторов 1 или 2.The device operates as follows. Thermistors 1 and 2 are located in different controlled points of the studied object, for which the temperature difference is measured. The thermistor 5 is located in one of 2 controlled points of the studied object and can be made in a single housing with one of the thermistors 1 or 2.

Разность температур терморезисторов 1 и 2 определяет напряжение в измерительной диагонали моста, которое усиливается усилителем 3 и через делитель напряжения 4 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 квадратической зависимости с отрицательным нелинейным членом (платиновые терморезисторы). При использовании терморезисторов с положительным нелинейным членом температурной характеристики (например, никелевые терморезисторы) выходной сигнал с делителя 4 снимается с резисторов 6 или 7.The temperature difference between the thermistors 1 and 2 determines the voltage in the measuring diagonal of the bridge, which is amplified by the amplifier 3 and fed through the voltage divider 4 to the input of the selectable peak detector 9. The thermistor 5 is designed to automatically compensate for the non-linearity of the characteristics of the thermistors 1 and 2, changing the transfer coefficient depending on the temperature divider 4. The degree of compensation depends on the ratio of the resistances of the thermistor 5 and resistors 6 and 7, which are calculated for a given range temperature, taking into account the specific type of thermistors. The resistor 8 additionally shunts the output of the amplifier 3 and is used only for amplifiers with a current output. The output voltage from the divider 4, removed from the resistors 7 and 5, is used when working with thermistors, the resistance of which increases with increasing temperature in a quadratic dependence with a negative nonlinear term (platinum thermistors). When using thermistors with a positive nonlinear term of the temperature characteristic (for example, nickel thermistors), the output signal from the divider 4 is removed from the resistors 6 or 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 прямо пропорциональна напряжению на емкости 10. Выходные импульсы генератора 11 питают диагональ питания моста, повышая чувствительность измерений в

раз (Q - скважность импульсов) и, одновременно, управляют работой селектируемого пикового детектора через каскад задержки 12 и генератор строб-импульса 13. Частота следования импульсов F_вых генератора 11 измеряется индикаторным или регистрирующим прибором 14. Импульсы генератора 11 имеют малую длительность и большую амплитуду, которая рассчитывается на основании допустимой мощности рассеивания терморезисторами 1 и 2.The detector 9 converts the amplified pulse unbalance voltage of the bridge, equal to the amplitude of the pulse, which is stored in the capacity 10 and controls the frequency of the generator 11. The pulse repetition rate of the generator 11 is directly proportional to the voltage on the capacitor 10. The output pulses of the generator 11 feed the diagonal of the bridge power supply, increasing the measurement sensitivity in

times (Q is the duty cycle of the pulses) and, at the same time, they control the operation of the selectable peak detector through the delay stage 12 and the strobe pulse generator 13. The pulse repetition rate F of the _output oscillator 11 is measured by an indicator or recording device 14. The pulses of the generator 11 have a short duration and a large amplitude , which is calculated based on the allowable dissipation power of the thermistors 1 and 2.

Claims

A device for measuring the temperature difference, containing two thermistors included in the adjacent shoulders of the bridge, an amplifier included in the measuring diagonal of the bridge, an indicator or recording device, a voltage divider, one of the stages of which is made thermally dependent, connected with the output of the amplifier, characterized in that additionally introduced are a series-connected selectable peak detector, a storage capacitance, a controlled frequency generator, a pulse delay cascade, a strobe pulse generator, connected output to the control input of the detector and controlled oscillator output frequency is further coupled to a diagonal of the bridge and the input power indicator or recording device, wherein the peak detector input connected to the output of the voltage divider.