SU1428946A1 - Глубинный термометр - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области температурных измерений и поз- вол е.т повысить точность измерени  при работе с термопреобразовател ми сопротивлени  с отрицательным температурным коэффициентом путем уменьшени  погрешности измерени , св занной с нестабильностью параметров элементов термометра . При .подаче на вход интегратора 10 через переклйзчатель 7 и буферньш усилитель 16 напр жени  с измерительной диагонали измерительного моста 3, пропорционального изменению сопротивлени  термопреобразовател , напр жение на его выходе , линейно растет до порогового напр жени  пороговой схемы 15. После срабатьшани  схемы 15 в течение интервала времени t, формируемого формирователем 17, на вход интегратора 10 через переключатель 7, управл емый сигналами с выхода формировател  17, и буферный усилитель 16 подаетс  напр жение с резистора 5, что ведет к разр ду конденсатора 12 интегратора. В установившемс  режиме частота на выходе формировател  17 импульсов f &R/R-to где uR - приращение сопротивлени  термопреобразовател  R - сопротивление термопреобразовател  при начальной температуре. 2 ил. (Л

Description

Изобретение относитс  к области температурных измерений, а именно, устройствам дл  измерени  температуры с частотно-импульсным выходным сиг- налом, работающим с термопреобразовател ми сопротивлени  с отрйцатель- ньпч температурным коэффициентом, и может быть использовано при измерении температуры в нефт ных и га- зовых скважинах.

Цель изобретени  - повьппение точности измерени  при работе с термопреобразовател ми сопротивлени , имеющими отрицательный температурный коэффициент, путем уменьшени  погрешности измерени , св занной с нестабильностью параметров элементов термометра,

На фиг. 1 приведена блок-схема глубинного термометра; на фиг. 2 - временна  диаграмма его работы.

Термометр содержит источник 1 питани , термопреобразователь 2 со- противлени , с отрицательным температурным коэффициентом включенный в одно из плеч измерительного моста 3 в другие плечи которого включены посто нные резисторы 4-6 с со- противлением R, равным сопротивлению термопреобразовател  2 R при начальной температуре Т, переключатель 7, состо щий из двух ключей 8 и 9, интегратор 10 на основе one- рационного усилител  11 с конденсатором 1 2 и резисторами 13 и 14, схему 15 сравнени , буферный дифференциальный усилитель 16 и формирователь 17 импульсов, имеющий генера- тор 18 импульсов и триггер 19,

Термометр работает следующим образом .

При начальной температуре Т, сопротивление термопреобразовател  2 равно сопротивлению резисторов 4-6 и напр жение на измерительной диагонали измерительного моста равно нулю .

При изменении сопротивлени  термо преобразовател  2 на величину дЕ вследствие изменени  температуры измер емой среды измерительной диагонали моста возникнет напр жение

,тт и &Rг и-

- 2(R -ЛН)

где и - напр жение питани  источника 1 питани .

Это напр жение через замкнутый ключ 8 (ключ 9 разомкнут) подаетс  на дифференциальный усилитель 16. Выходное напр жение усилител  16 подаетс  на интегратор 10, напр жение которого измен етс  по линейному закону i,

, J j (2)

где Rj и

С - соответственно сопротивление и емкость резистора 13 и конденсатора 12 интегратора 10j

К -, коэффициент усилени  усилител  16.

По истечении интервала времени t (фиг. 2) выходное напр жение интегратора 10 достигает некоторого порогового уровн  и„, При этом сра- батьшает схема 15 сравнени  и запускает формирователь 17 импульсов.При этом замыкаетс  ключ 9, а ключ 8 размьпсаетс . Ключ 9 замкнут на врем  t, . В течение этого интервала времени на вход буферного дифференциального усилител  16 поступает напр жение

и

и,

(3)

Пол рность этого напр жени  противоположна пол рности напр жени  ли, вследствие чего.напр жение на выходе интегратора уменьшаетс  до момента окончани  интервала времени t .В момент окончани  интервала времени tg замыкаетс  ключ 8, а ключ 9 размыкаетс  и процесс зар да конденсатора интегратора повтор етс .

Установивщийс  режим работы термометра характеризуетс  уравнением

1

-uU-K-t,

1

и,. K-t,. (4)

Выходна  частота определ етс  выражением

л

1

t, +1,

(5)

Определив из (4) с учетом значение i, , получают лН

f

2R-t,

Из выражени  (6) видно, что глубинный термометр имеет линейную шкалу в широком диапазоне изменени  сопротивлени  термопреобразовател .На коэффициент преобразовани  не вли ет изменение коэффициента усилени  усилител , нестабильность посто нной времени интегратора и напр жени  источника питани  измерительного моста .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Глубинный термометр, содержащий термопреобразователь сопротивлени , включенный в плечо измерительного резистивного моста, питающа  диагональ которого подключена к источнику питани , интегратор, вход которого соединен с выходом буферного усилител , а вьпсод через схему сравнени  соединен с управл ющим входом формировател  импульсов, отличающийс  тем, что, с целью повы0

   5

   0

   шени  toMHocTH измерени  при раЕюте с термопреобразовател ми, имеющими отрицательный температурный коэффициент , путем уменьшени  погрешности измерени , св занной с нестабильностью параметров элементов термометра , в него введен переключатель, управл ющие входы которого соединены с выходами формировател  импуль сов, при этом первый вход буферного усилител  соединен с первой вершиной измерительной диагонали измерительного моста, образованной соединением посто нных резисторов, а второй вход подключен к выходу пере1 л}о- чател , входы которого соответственно соединены с второй вершиной измерительной диагонали и вершиной питающей диагонали измерительного моста.

   njnjnnrTn rirLrL f

   9иг.2