Датчик температуры Советский патент 1985 года по МПК G01K7/00 

ел

00 Об

о 1 Изобретение относится к температурным измерениям, а именно к датчикам релейного типа, которые могут быть использованы в различных системах контроля температуры, Известен датчик температуры релейного типа, содержащий чувствитель ный элемент ферромагнитного материал обладающего скачкообразным изменение магнитной проницаемости при определенной температуре Недостатками известного датчика « являются его сравнительно большие га бариты, вес и сложность конструкции. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо му результату является полупроводниковый датчик температуры резистивного типа, содержащий термочувствитель ный элемент из поликристаллического диоксида ванадия и металлические электроды, размещенные на поверхности термочувствительного элемента C2j Недостатком известного датчика является наличие гистерезиса в его температурной зависимости сопротивления, равного примерно , что снижает точность контроля температуры объектов с использованием такого датчика. Наличие герметизированного корпуса или электроизоляционного компаунда, зацищаняцего чувствительный элемент датчика от воздействия окружающей среды, существенно увеличивает тепловую инерционность последнего, что также снижает точность контроля температуры при быстром ее изменении,. Цель изобретения - повьшение точности контроля температуры. Поставленная цель достигается тем, что в датчике температуры, содержащем термочувствительный эле.мент из диоксида ванадия и металлические электроды, размещенные на поверхности термочувствительного элемента, последний вьшсолнен на основе пьезокерамики цирконат-титана ного или ниобатного состава с монокристаллическим диоксидом ванадия при следующем соотношении компонентов, мас.%:; Монокристаллический 0,5-40,0 диоксид ванадия Пьезокерамика цирконат-титанатного или ниобатного состава 60,0-99,5 2 Термочувствительный элемент предлагаемого датчика выполнен в виде твердотельной пластинки толщиной мм, представляет собой матрид: из пьезокерамики, в объеме которой равномерно распределены монокристаллы диоксида ванадия, и изготавливается с использованием известной технологии твердофазного спекания при высокой температуре (/v ) в защитной среде инертного газа. Нижний предел указанного выше содержания пьезокерамики в составе термочувствительного элемента определяется технологическими возможностями получения твердотельного элемента. С дальнейшим понижением содержания пьезокерамики существенно уменьшается.механическая прочность чувствительного элемента при термоциклировании. Верхний предел содержания пьезокерамики или нижний предел содержания диоксида ванадия определяется минимальным уровнем выходного сигнала датчика - ЭДС, возни- . кающей на его электродах при скачкообразном изменении объема монокристаллов диоксида ванадия, происходящем при температуре фазойого перехода 68°С. Максимальный уровень выходного сигнала датчика зависит от размеров кристаллов исходного диоксида ванадия, типа используемой пьеэокерамики, технологии изготовления чувствительного элемента (в основном от величины давления при прессовании пластинки) и составляет примерно Ю - 30 мкВ, Пример 1. Термочувствительный элемент Датчика изготавливалс.я из смеси пьезокерамики индекса ЦТС-12 с химическим составом (Zro.of )0з и монокристаллического диоксида ванадия при следуняцен соотношении .ингредиентов, мас.%: Монокристаллический диоксид ванадия0,5 15 40 Пьезокерамика99,5 85 60 Смесь тщательно перемещивали, брикетировали в пластинки и размещали в кварцевом тигле, который устанавливали в печи. Печь вакуумиррвалась, а затем заполнялась инертным газом (гелий). Температуру в печи медленно поднимали до и после 30 ч выдержки снижали до комнатной температуры. 3 115887 Пример 2. Термочувствительный элемент изготавливался по аналогичной технологии из смеси пьезокерамики состава (,Ъао)( и монокристаллического диоксида вана-5 дил при соотношении компонентов,. Монокристаллический диоксИД ванадия 0,1 20 40 Пьезокерамика 99 ВО 60 Отжиг полученной смеси осущест-Ю :влялся при 1230-1240С с ввдержкой в течение 30-40 мин. . 24 Предлагаемый датчик температуры обеспечивает повьшение точности регистрации достижения критической температуры (погрешность не превм™ (0,) и в результате своей достаточно высокой механической прочности вьщерживает значительное (более 1100j число термоциклов а также отличается хорошей технологичностью в изготовлении, имеет малые габариты и массу.

: ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащий термочувствительный элемент из диоксица ванадия и металлические электроды, размещенные на .поверх- . ности термочувствительного элемента, от ли чающийся тем, что, с целью повышения точности контроля температуры, термочувствительный элемент датчика выполнен на .основе пьезокерамики цирконат-титанового или ниобатного состава с монокристаллическим диоксидом ванадия при следующем соотношении компонентов, мас.%: Монокристаллический диоксид ванадия 0,5-40,0 Пьезокерамика цирконат-титанатного или ниобатного состава 60,0-99,5 (Л с: