Устройство для измерения температуры Советский патент 1983 года по МПК G01K13/00 G01K7/20 

Изобретение относится,к технике теплофиэическизс измерений и найти применение при измерениях температуры элементов электронн приборов, находящихся под воздейст вием электронного пучка. Известны устройства для измерения температура элементов электрон ных приборов на основе пирометрических датчиков температуры l3. Недостатками этих устройств являются ограниченный диапазон измеряемых температур и невысокая точность. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения тe шepaтy ры, содержащее терморезистор, вклю ченный в мостовую схему переменного тока, подключенную к высокочастотному генератору, и регистрирующий прибор t lНедостатком известного устройст ва является плохая помехозащищен«ость схемы при нагреве термореэистора импульсным электронным пуч ком, что приводит к снижению точiHocTH измерений. Целью изобретения является повышение точности измерений при наг реве терморезистора импульсным электронгалм пучком. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения температуры, содержащее терморезистор, включенный в мостовую сх му переменного тока, диагональ которого подключена к высокочастотному генератору, и регистрирующий прибор, введен дифференциальный усилитель, вход которого подключен к терморезистору, а выход - к регистрирующему прибору, причем терморезистор включен последовательно с сопротивлениями соседних плеч мостовой схемы. На чертеже показана схема предл гаемого устройства. Устройство состоит из инжектора 1 электронов, испытуемого образ ца 2 терморезистора, расположенных в вакуумной камере 3. Испытуемый образец подключен к мостовой схеме переменного тока в точках а и (5 содержащей постоянные резисторы R переменный резистор R. К точкам -в и 2- подключен генератор 4, а к точкам CJ - ff дифференциальный усилитель 5, нагрузкой РСОТО рого является регистрирующий прибор 6. Схема работает следующим образом. При выключенном генераторе 21 и работающем инжекторе 1 электроно балансируют схему с помощью переме ного резистора R, выставляя показания регистрирующего прибора б на ноль. Включают генератор 4 и определяют по прибору б показания, пропорциональные а1мплитуде импульсной температуры. Частота генератора выбирается « ii- « - аргумент функции ошибок, (ЬС%) значение которой определяет необходимую точность измерения температуры, JU - магнитная проницаемость материала образца , Q - температуропроводность материала образца; С- удельная электрическая проводимость материала образца j С - длительность импульса электронного пучка. Измерение Температуры поверхности образца основано на измерении падения напря::11ения на его поверхностном сопротивлении, изменение которого пропорционально изменению температуры поверхности. Регистрирующий прибор градуируется по температуре в статическом режиме с помощью термопары. Распределение температуры по глубине образца пропорционально функции ф()( ) , Относительное изменение температуры с глубиной определяется соотношением &Т|Трг ф(Р), где Tf} - температура пс.верхности. Частота генератора выбирается из соображений, чтобы толщина скин-слоя материала образца cf на этой частоте не превосходила расстояния X от поверхности до «лоскости,, температура которой меньше поверхностной на величину, определяемую необходимой точностью измерения теа шературы, т.е. i JHaO Для определения распределения температуры по глубине образца необходимо проводить измерения при нескольких значениях частоты генератора, например, последовательно уменьшающихся. В результате получаются значения температуры, усредненные по толщине скин-слоя, значения которой(соответственно частоте генератора) последовательно увеличиваются. Графическая или математическая обработка полученного таким образом значения температуры воспроизводит распределение температуры по глубине образца. Значения частоты генератора выбираются из условия, чтобы толщина скин-слоя изменялась соответственно с расстоянием, на котором определяется распределение температуры. Если определяется распределение температуры по всей глубине проникновения тепла за длительности

3 .1030664 4

импульса, то частота генератора из-обеспечивает возможность иямереняя

меняется в пределахраспределения температуры по глуби Q-4 образца, позволяет корректно срав . . х: .д-гнить экспериментсшьные результаты

теоретическими, упростить автомаПримеиение предлагаемого устрой- тизацию измерений в процессе испыства приводит к повышению точноститания и создания новых материалов и

и временного разрешения измерений.элементов электронных приборов.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее терморезистор, включенный в мостовую схему переменного тока, диагональ которого подключена к высокочастотному генератору, и регистрирующий прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений при нагреве терморезистора импульсным электрюнным пучком, в него введен дифференциальный усилитель , вход которого подключен к терморезистору, а выход - к регистрирующему прибору, причем терморезистор включен последовательно с сопротивлениями соседних плеч мостовой схемы. со о а: сг