[go: up one dir, main page]

RU2646537C2 - Coefficient of the thermoelectric power of materials measuring device - Google Patents

Coefficient of the thermoelectric power of materials measuring device Download PDF

Info

Publication number
RU2646537C2
RU2646537C2 RU2015151385A RU2015151385A RU2646537C2 RU 2646537 C2 RU2646537 C2 RU 2646537C2 RU 2015151385 A RU2015151385 A RU 2015151385A RU 2015151385 A RU2015151385 A RU 2015151385A RU 2646537 C2 RU2646537 C2 RU 2646537C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
measuring
amplifier
potentiometer
thermocouples
Prior art date
Application number
RU2015151385A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015151385A (en
Inventor
Сергей Владимирович Мищенко
Александр Иванович Фесенко
Владимир Михайлович Строев
Татьяна Юрьевна Дорохова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ФГБОУ ВПО ТГТУ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ФГБОУ ВПО ТГТУ filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ФГБОУ ВПО ТГТУ
Priority to RU2015151385A priority Critical patent/RU2646537C2/en
Publication of RU2015151385A publication Critical patent/RU2015151385A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2646537C2 publication Critical patent/RU2646537C2/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/20—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity
    • G01N25/22—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on combustion or catalytic oxidation, e.g. of components of gas mixtures
    • G01N25/28—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on combustion or catalytic oxidation, e.g. of components of gas mixtures the rise in temperature of the gases resulting from combustion being measured directly
    • G01N25/30—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on combustion or catalytic oxidation, e.g. of components of gas mixtures the rise in temperature of the gases resulting from combustion being measured directly using electric temperature-responsive elements
    • G01N25/32—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on combustion or catalytic oxidation, e.g. of components of gas mixtures the rise in temperature of the gases resulting from combustion being measured directly using electric temperature-responsive elements using thermoelectric elements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/18—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating thermal conductivity

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

FIELD: measurement technology.
SUBSTANCE: invention relates to the measurement of material parameters, in particular thermoelectric power. Device for measuring thermoelectromotive force of materials contains the investigated and measuring thermocouples, voltage divider and a power source to it in the form of one of the thermocouples. It is additionally provided with a negative feedback loop, consisting of a series-connected amplifier, a controlled frequency generator and a frequency converter into a voltage, output, which is connected to the potentiometer. Slider potentiometer with a second thermocouple, and the lower terminal of the potentiometer (terminal) is connected to the input of the amplifier and through its input resistance with a common resistance point of the voltage divider. Output of the generator is also connected with the output of the device.
EFFECT: increase in speed and accuracy of measurements.
1 cl, 1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области контактной термометрии.The present invention relates to the field of contact thermometry.

Известны устройства для измерения коэффициента термоэлектродвижущей силы материалов (Авт. Свид. СССР №440571, G01K 7/02, Бюл. №31 от 25.08.74), содержащие исследуемую и измерительную термопары, гальванометр, делитель напряжения и источник питания к нему.Known devices for measuring the coefficient of thermoelectromotive force of materials (Auth. Certificate. USSR No. 440571, G01K 7/02, Bull. No. 31 from 08.25.74) containing the studied and measuring thermocouples, a galvanometer, a voltage divider and a power source to it.

Недостатком таких устройств является значительная погрешность измерения, обусловленная разным и неодновременным уравновешиванием термоэлектродвижущей силы исследуемой и измерительной термопар, а также низким быстродействием проведения измерений.The disadvantage of such devices is a significant measurement error due to the different and non-simultaneous balancing of the thermoelectromotive force of the investigated and measuring thermocouples, as well as the low speed of the measurements.

Известно устройство для измерения коэффициента термоэлектродвижущей силы материалов, принятое за прототип (Авт. Свид. СССР №440571, G01K 7/02, Бюл. №31 от 25.08.74), содержащее исследуемую и измерительную термопары, гальванометр, делитель напряжения и источник питания, в котором одна из термопар используется в качестве источника питания делителя напряжения.A device for measuring the coefficient of thermoelectromotive force of materials adopted for the prototype (Auth. St. USSR No. 440571, G01K 7/02, Bull. No. 31 from 08.25.74), containing the studied and measuring thermocouples, galvanometer, voltage divider and power source, in which one of the thermocouples is used as a power source for the voltage divider.

Недостатком этого устройства также является низкая точность измерения, обусловленная субъективным характером установки нуля гальванометра, а также низким быстродействием проведения измерений.The disadvantage of this device is also the low accuracy of the measurement, due to the subjective nature of the zero setting of the galvanometer, as well as the low speed of measurement.

Техническая сущность предлагаемого изобретения состоит в исключении из устройства гальванометра с ручной установкой нулевых значений разностных сигналов термоэлектродвижущих сил.The technical essence of the invention consists in the exclusion from the device of the galvanometer with manual installation of zero values of the differential signals of thermoelectromotive forces.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение быстродействия и точности измерений.The technical result of the invention is to increase the speed and accuracy of measurements.

Технический результат достигается тем, что устройство для измерения коэффициента термоэлектродвижущей силы материалов, содержащее исследуемую и измерительную термопары, делитель напряжения и источник питания к нему в виде одной из термопар, дополнительно снабжено петлей отрицательной обратной связи, состоящей из последовательно соединенных усилителя, генератора управляемой частоты и преобразователя частоты в напряжение, выход, которого подключен к потенциометру, соединенного своим ползунком со второй термопарой, а нижним выводом с входом усилителя и через его входное сопротивление с общей точкой сопротивлений делителя напряжений, а выход генератора связан также с выходом устройства.The technical result is achieved by the fact that the device for measuring the coefficient of thermoelectromotive force of materials containing the test and measuring thermocouples, a voltage divider and a power supply to it in the form of one of the thermocouples, is additionally equipped with a negative feedback loop consisting of a series-connected amplifier, a controlled frequency generator and a frequency to voltage converter, the output of which is connected to a potentiometer connected by its slider to a second thermocouple, and the lower output with the input of the amplifier and through its input resistance with a common point of resistance of the voltage divider, and the output of the generator is also connected with the output of the device.

Схема устройства для измерения коэффициента термоэлектродвижущей силы материалов показана на чертеже.A diagram of a device for measuring the coefficient of thermoelectromotive force of materials is shown in the drawing.

Устройство содержит исследуемую термопару 1, измерительную термопару 2, сопротивления 3 и 4 делителя напряжения, последовательно соединенные усилитель 5, генератор управляемой частоты (ГУЧ) 6 и преобразователь частоты в напряжение 7, выход которого подключен к потенциометру 8, соединенному своим ползунком со второй термопарой 2, а нижним выводом с входом усилителя 5 и через его входное сопротивление с общей точкой сопротивлений 3 и 4 делителя напряжений, при этом выход ГУЧ 6 соединен также с выходом устройства.The device contains an investigated thermocouple 1, measuring thermocouple 2, resistances 3 and 4 of a voltage divider, serially connected amplifier 5, a controlled frequency generator (GUCH) 6 and a frequency to voltage converter 7, the output of which is connected to a potentiometer 8 connected by its slider to the second thermocouple 2 and the lower terminal with the input of the amplifier 5 and through its input resistance with a common point of resistances 3 and 4 of the voltage divider, while the output of the GUCH 6 is also connected to the output of the device.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Горячий спай измерительной термопары 2 приводят в тепловой контантакт с горячим спаем исследуемой термопары 1. Холодные спаи термопар подключают к общей точке делителя напряжения (сопротивление 3). Разностный сигнал с делителя напряжения и термоэлектродвижущей силы термопары 2 подается через потенциометр 8 на вход усилителя постоянного напряжения 5, который управляет частотой Fвых двуквадрантного частотно-импульсного преобразователя напряжения с характеристикойThe hot junction of the measuring thermocouple 2 is brought into thermal contact with the hot junction of the investigated thermocouple 1. The cold junctions of the thermocouples are connected to the common point of the voltage divider (resistance 3). The differential signal from the voltage divider and thermoelectromotive force of the thermocouple 2 is fed through a potentiometer 8 to the input of a constant voltage amplifier 5, which controls the frequency F out of a two-quadrant pulse-frequency voltage converter with the characteristic

Figure 00000001
Figure 00000001

где k = const;where k = const;

U - выходное напряжение усилителя 5. Напряжению положительной полярности соответствуют импульсы положительной полярности, а напряжению отрицательной полярности - импульсы отрицательной полярности.U is the output voltage of the amplifier 5. Voltage of positive polarity corresponds to pulses of positive polarity, and voltage of negative polarity corresponds to pulses of negative polarity.

Преобразователь частоты в напряжение 7 преобразует входную частоту в пропорциональное напряжение на потенциометре 8. Полярность напряжения определяется полярностью импульсов частоты Fвых.The frequency to voltage converter 7 converts the input frequency to a proportional voltage on the potentiometer 8. The voltage polarity is determined by the polarity of the pulses of the frequency F o .

Таким образом, на вход усилителя 5 подается разностное напряжение, которое изменяет частоту Fвых ГУЧ так, чтобы ликвидировать возникающий разбаланс на входе усилителя 5. Значение коэффициента термоэлектродвижущей силы находится расчетным путем, например регистрируя частотомером частоту и полярность импульсов ГУЧ.Thus, a differential voltage is applied to the input of the amplifier 5, which changes the frequency F of the output of the ГУЧ so as to eliminate the imbalance at the input of the amplifier 5. The value of the thermoelectromotive force coefficient is calculated by, for example, recording the frequency and polarity of the pulses of the ГУЧ.

Перемещением ползунка потенциометра 8 можно изменять чувствительность устройства в широких пределах.By moving the slider of the potentiometer 8, you can change the sensitivity of the device over a wide range.

Введение в устройство для измерения коэффициента термоэлектродвижущей силы материалов отрицательной обратной связи, состоящей из усилителя 5, генератора управляемой частоты 6, преобразователя частоты в напряжение 7 и потенциометра 8, позволило создать устройство с высоким быстродействием и точностью работы.Introduction to the device for measuring the coefficient of thermoelectromotive force of negative feedback materials, consisting of an amplifier 5, a controlled frequency generator 6, a frequency to voltage converter 7 and a potentiometer 8, made it possible to create a device with high speed and accuracy.

Claims (1)

Устройство для измерения коэффициента термоэлектродвижущей силы материалов, содержащее исследуемую и измерительную термопары, делитель напряжения и источник питания к нему в виде одной из термопар, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено петлей отрицательной обратной связи, состоящей из последовательно соединенных усилителя, генератора управляемой частоты и преобразователя частоты в напряжение, выход которого подключен к потенциометру, соединенному своим ползунком со второй термопарой, а нижним выводом с входом усилителя и через его входное сопротивление с общей точкой сопротивлений делителя напряжений, а выход генератора связан также с выходом устройства.A device for measuring the coefficient of thermoelectromotive force of materials containing the studied and measuring thermocouples, a voltage divider and a power supply to it in the form of one of the thermocouples, characterized in that it is additionally equipped with a negative feedback loop consisting of a series-connected amplifier, a controlled frequency generator and a converter frequency to voltage, the output of which is connected to a potentiometer connected by its slider to a second thermocouple, and the lower output to the amplifier input via its input impedance to the common point voltage divider resistances, and the generator output is also connected to the output device.
RU2015151385A 2015-11-30 2015-11-30 Coefficient of the thermoelectric power of materials measuring device RU2646537C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015151385A RU2646537C2 (en) 2015-11-30 2015-11-30 Coefficient of the thermoelectric power of materials measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015151385A RU2646537C2 (en) 2015-11-30 2015-11-30 Coefficient of the thermoelectric power of materials measuring device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015151385A RU2015151385A (en) 2017-06-07
RU2646537C2 true RU2646537C2 (en) 2018-03-05

Family

ID=59031501

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015151385A RU2646537C2 (en) 2015-11-30 2015-11-30 Coefficient of the thermoelectric power of materials measuring device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2646537C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU440571A1 (en) * 1972-11-28 1974-08-25 Львовский Ордена Ленина Политехнический Институт Device for measuring the coefficient of thermoelectromotive force of materials
SU911280A1 (en) * 1980-06-05 1982-03-07 Научно-Производственное Объединение "Геофизика" Device for measuring thermal emf
SU979974A1 (en) * 1975-02-03 1982-12-07 Предприятие П/Я Г-4367 Device for measuring thermal emf of materials
JPH0755739A (en) * 1993-08-20 1995-03-03 Shinku Riko Kk Method and equipment for measuring thermoelectric characteristic
US6902317B2 (en) * 2001-03-16 2005-06-07 Japan Science And Technology Corporation Method and device for measuring thermoelectric characteristics of combinatorial specimen

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU440571A1 (en) * 1972-11-28 1974-08-25 Львовский Ордена Ленина Политехнический Институт Device for measuring the coefficient of thermoelectromotive force of materials
SU979974A1 (en) * 1975-02-03 1982-12-07 Предприятие П/Я Г-4367 Device for measuring thermal emf of materials
SU911280A1 (en) * 1980-06-05 1982-03-07 Научно-Производственное Объединение "Геофизика" Device for measuring thermal emf
JPH0755739A (en) * 1993-08-20 1995-03-03 Shinku Riko Kk Method and equipment for measuring thermoelectric characteristic
US6902317B2 (en) * 2001-03-16 2005-06-07 Japan Science And Technology Corporation Method and device for measuring thermoelectric characteristics of combinatorial specimen

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015151385A (en) 2017-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2878669A (en) Apparatus for determining thermal conductance and resistance
RU2577389C1 (en) Method of calibrating thermoelectric heat flux sensors
CN105571709A (en) Vibration sensor high temperature sensitivity absolute calibration method
Soldatov et al. An experimental setup for studying electric characteristics of thermocouples
RU2646537C2 (en) Coefficient of the thermoelectric power of materials measuring device
US2805394A (en) Alternating-current volt-ammeters
GB587996A (en) An improved means for measuring flow of heat
CN104122469B (en) Method for increasing measured seebeck coefficient accuracy of thermoelectric material
US3964315A (en) Apparatus including novel bridge circuit
RU2626387C1 (en) Device for electric current measurement
US2652743A (en) Optical apparatus for measuring temperature
RU2664897C1 (en) Method of temperature sensor thermal time constant measuring
RU2534427C1 (en) Temperature difference meter
RU2545322C1 (en) Device for temperature measurement
US2652723A (en) Thermal air-speed indicator
RU2561998C2 (en) Digital temperature gage
RU2534452C1 (en) Method of remote ambient temperature measurement
Sosso et al. Determination of the temperature vs power dynamic behavior of a cryocooler via two independent methods in time and frequency domain
Nascimento et al. Output dynamic range of radiometers based on thermoresistive sensors
RU2486482C1 (en) Device for temperature measurement
RU2424505C1 (en) Method for complex determination of thermal and physical characteristics of materials
RU2677262C1 (en) Digital temperature meter
SU1741036A1 (en) Device for determination of thermal conductivity of materials
SU1057830A1 (en) Method and device for determination of material heat
CN107402314A (en) Temperature measurement method and system based on hot wire anemometer

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181201