Микроминиатюрный многоэлементный термоэлектрический преобразователь Советский патент 1984 года по МПК G01R19/24 

Изобретение относится к метрологии и измерительной.технике 5 а имен но к технике преобразования электри ческого тока, и может быть использовано в приборах одновременного сравнения действующих значений, пост янных и переменных токов, напряжения и мощности, а также при создании эталонных и образцовых средств .метрологического обеспечения. Известны многоэлементные термоэлектрические преобразователи, содержащие термобатарею в виде прямоугольной пространственной спирали, с одной из гра}5ей которой контактирует нагреватель. Преобразователь з креплен на теплоотводе прижимной планкой и помещен в корпус. Электри ческие выводы осуществляются через изоляционные переходы 1J . Однако большое число термопар увеличивает шунтирующую емкость, что в свою очередь, снижает частотный диапазон применения устройства. Кроме того, сложная конфигурация вы водов нагревателя приводит к появле нию дополнительной индуктивности в цепи нагревателя, что увеличивает реактивную составляющую в цепи нагр вателя и, соответственно, поГрешнос преобразования. Наиболее близким техническим реше нием к изобретению является многоэле ментный термоэлектрический преобразователь, содержаащй электропроводящий нагреватель, токовводы нагрева теля и термобатарею из последователь но соединенных ветвей термопар, горя .чие спаи которых имеют тепловой контакт и электрически изолированы от нагревателя, а холодные спаи расположены на термостатирующем блоке. Термобатарея выполнена в виде простр ственной треугольной спирали из константовой проволоки 2j . Однако линейное расположение термопар вдоль нагревателя увеличива ет величину переходной емкости нагре ватель - термопара, что приводит к ограничению частотного диапазона при менения. Кроме того, большая часть нагревателя не контактирует со спаями термопар. Это обусловливает значительные потери тепловой энергии на излучение и конвективный теплообмен, что в свою очередь, снижает точ ность преобразования сигнала. Целью изобретения является расширение частотного диапазона и уменьшение погрешности преобразования. Поставленная цель достигается тем, что в микроминиатюрном многоэлементном термоэлектрическом преобразователе, содержащем электропроводящий корпус, нагреватель, токовводы нагревателя и термобатарею из последовательно соединенных ветвей термопар, горячие спаи которых имеют тепловой контакт и электрически изолированы от нагревателя, а холодные спаи расположены на термостатирующем блоке, нагреватель выполнен в виде полой-сферы и расположен в геометрическом центре термобатареи, термостатирующий блок выполнен в виде , . укрепленного в электропроводящем корпусе кольца, а токовводы нагревателя размещены коаксиально и перпендикулярно плоскости термобатареи, причем на одном из них укреплен центральньй электрод высокочастотного разъема, введенный через изолятор, расположенный в электропроводящем корпусе. На чертеже представлена конструкция микроминиатюрного многозлементного термоэлектрического преобразователя. Устройство содержит электропроводящий корпус 1, в котором расположен нагреватель 2, окруженный термобатареей 3, снабженной выводами 4, причем токовводы 5 нагревателя расположены коаксиально и перпендикулярно плотности термобатареи. Холодные спаи термопар термобатареи 3 расположены на термостатирующем блоке 6, выполненном в виде кольца, укрепленного в электропроводящем корпусе 1, содержащем изолятор 7, через который выведен центральный электрод 8 высокочас- , тотного разъема. Устройство работает следующим образом. По центральному электроду 8 высокочастотного разъема, токовводам 5 нагревателя 2 и корпусу 1 напряжение подается на нагреватель 2. Под действием протекающего тока в нагреватее 2 вьоделяется тепло Джоуля, одновременно разогревая спаи термопар батареи 3. Холодные спаи термопар термоатареи 3 через термостатирующий блок 6 термостатированы массивным орпусом 1 преобразователя. Значения выходной термо-ЭДС снимаются с выво311

дов 4 термобатареи, расположенных на боковой поверхности корпуса 1 и электрически изолированных от него.

Выполнение нагревателя в виде полой сферы и предлагаемое конструктивное расположение нагревателя относительно термопар, п также коаксиальная

186154

конструкция корпуса, позволяют свести к минимуму поверхностный эффект и эффект Томсона, которые вносят основную частотную погрешность. Все это поэвоJ ляет расширить частотный диапазон применения преобразователя на СВЧ область и повысить точность преобразования в этой области.

МИКРОМИНИАТЮРНЫЙ МНОГОЭЛЕМЕНТНЫЙ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий электропроводящий корпус, нагреватель, токовводы нагревателя и термобатарею из последовательно соединенных ветвей термопар, горячие спаи, которых имеют тепловой контакт и электрически изолированы от нагревателя, а холодные спаи расположены на термостатирующем бло- . ке, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона и уменьшения погрешности преобразования, нагреватель выполнен в виде полой сферы и расположен в геометрическом центре термобатареи, термостатирующий блок выполнен в виде укрепленного в электропроводящем корпусе кольца, а токовводы нагревателя размещены коаксиально и перпендикулярно плоское- S о ти термобатареи, причем на одном из (Я CZ них укреплен центральный электрод высокочастотного разъема, введенный через изолятор, расположенный в электропроводящем корпусе.