Датчик температуры Советский патент 1984 года по МПК G01K7/00 

Изобретение относится к технике измерения температуры и может быть использовано в системах контроля быстроизмеряющейся температуры окружающей среды. Известны датчики температуры, со держащие каркас, измерительную и компенсационную катушки индуктивности и термочувствительный элемент TI 1эти устройства характеризуются невысокой точностью и значительной инерционностью. Наиболее близким к предлагаемому является датчик температуры, содержащий измеритульную и компенсационную катушки индуктивности, размещенные на каркасе, и проводящие тер мочувствительный и компенсационный элементы, установленные в непосредственной близости от соответствующих катушек индуктивности Г27. В этом устройстве точность измерений ограничивается погрешностью компенсации сигнала-измерительной катушки индуктивности. При этом датчик имеет большую инерционность Цель изобретения - повышение точ ности измерений при одновременном снижении инерционности датчика. Поставленная .цель достигается тем, что в датчике температуры, содержащем измерительную и компенсационную катушки индуктивности, размещенные на каркасе, и проводящие термочувствительный и компенсационный элементы/ установленные в не-{Посредственной близости от соответствующих катушек индуктивности, . термочувствительный и компенсационный элементы выполнены в виде плоских витков, идентичных по форме со срединным сечением катушек, причем компенсационный элемент заключен в термостатирующую оболочку. На чертеже показана конструкция датчика. Датчик содержит диэлектрический каркас 1,; дифференциально включенные идентичные измерительную 2 и компенсационную 3 катушки индуктив ности, в зонах электромагнитного действия которых размещены соответственно из однородного по .свойс вам материала и одинаковыми геомет .рическими размерами электропроводящие накладные термочувствительны 4 и компенсационный 5 элементы, отстоящие от катушек на равных зазорах,, и диэлектрическую термостатирующую оболочку 6 с каналами . Элементы 4 и 5 выполнены в виде плоских витков, форма и. площадь ко рых; совпадают, с формой и площадью срединного сечения катушек, 2 и 3, а компенсационный элемент 5 заключен в термостатирующую оболочку б, снабженную каналами 7 для термостатирования элемента 5. Выполнение элементов 4 и 5 в виде плоских витков позволяет уменьшить время уравновешивания температуры элементов и контактируемых с ними сред, что повышает быстродействие датчика по сравнению с плоскими сплошными элементами в виде дисков. Чувствительность же датчика с элементами в виде витков остается такой же, как и у датчика с элементами в виде дисков, поскольку максимум электромагнитного поля катушки находится как раз под ее витками, а минимум (практически ноль) в центре катушки и на ее периферии. Поэтому взаимодействие катушек с элементами происходит наиболее эффективно на расстояний радиусов катушки и элемента, величины которых в данной конструкции равны. Термостатирование осуществляют, например, прокачиванием нейтрального агента, имеющего постоянно нормальную температуру 20 °С, через каналы 7 и полость, образованную внутЕ енней поверхностью оболочки 6 и поверхностью элемента 5. Нз-за введения в конструкцию датчика оболочки 6 и сйстелчы термостатирования устранен теплообмен компенсационного элемента 5 с о.кружающей за оболочкой б средой и обеспечена температура элемента 5 постоянно нормальной вследствие его контакта с нейтральным, агентом в то время, как термочувствительный элемент 4, контактируя с измеряемой окружающей средой, отрабатывает ее температуру. Датчик при запитке переменным током работает следующим образом. Катушки излучают электромагнитные поля. Эти поля возбуждают в электропроводящих элементах 4 и 5 вихревые токи, которые в свою очередь наводят вторичные электромагнитные поля. Взаимодействие первичных . и вторичных полей друг с другом приводит к изменению значений комплексных сопротивлений катушек, а следовательно и электрического сигнала на выходе датчика. При. нормальной температуре контролируемой среды сигнал на выходе датчика равен нулю. Изменение температуры среды вызывает изменение комплексных сопротивлений катушек и электрических свойств термочувствительного элемента. Кроме того, изменение свойств термочувствительного элемента вызывает дополнительное изменение комплексного сопротивления измерительной катушки. Изменение электрофизических свойств компенсационного , элемента от температуры не происхо 107677 дит, так как его температура стабилизирована системой термостатирования. В результате дифференциального включения катушек температурное изменение комплексных сопротивлений ксямпенсируется, а имеющийся на выхо-5 де датчика электрический сигнал характеризует изменение свойств термрчувствительиого элемента, степень изменения которых эквивалентна из2менению температуры окружающей среды. По изменению величины сигнала датчика судят о величине температуры измеряемой среды, Изобретение позволяет измерять температуру окружающей среды с высокимн быстродействием и точностью, что особенно важно, напцжмер, при контроле температуры атмосферы с борта летательного аппарата.

ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ, содержао й измерительную и компенсационную катушки индуктивности, :разме1цен-ные на каркасе, и проводящие термо- . чувствительный и компенсационный элементы, установленные в непосредственной близости от соответствующих катушек индуктивности, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения точности измерений при одновременном снижении инерционности датчика, термочувствительный и компенсационный элементы выполнены в виде пльских витков, идентичных по форме со срединным сечением катушек, причем компенсационный элемент заключен в термостатирующую оболочку. si cfo