Датчик температуры Советский патент 1986 года по МПК G01K7/38 

rsj Изобретение относится к измере- нию температуры Известен датчик температуры,, содержащий постоянный магнит, термо магнитный шунт и запоминающий дроссель, выполненный в виде осесимметричного замкнутого сердечника из ферромагнитного материала с прямоугольной петлей гистерезиса и катуш ки, при этом запоминающий дроссель установлен в поле постоянного магни та соосно с ним. Однако известный датчик в автономном режиме не обеспечивает измерение температуры ниже той, при которой выполняются считывания, что ограничивает диапазон измерения в сторону отрицательных температур. Целью изобретения явл яется расширение диапазона измерения в сторону отрицательных те1 1Дератур, Поставленная цель достигается тем, что в датчик температуры введены второй постоянный магнит, второй запоминающий дроссель в виде ос симметричного замкнутого сердечника из ферромагнитного материала с пря моугольной петлей гистерезиса и катущки, при этом второй запоминающий дроссель установлен в магнитных полях ориентированных векторами намагниченности в одну сторону первого и второго постоянных магнитов со осно с ними. На чертеже схематически изображе датчик температуры, общий вид. Датчик температуры содержит первый запоминающий дроссель, выполнен ный в виде осесимметричного замкнутого сердечника 1 с катушкой 2 считывания, первый постоянный магнит 3, зашунтированный термомагнитным материалом А, второй запоминающий дроссель, выполненный также в виде осесимметричного замкнутого сердечн ка 5 с катушкой 6 считьшания и второй постоянный магнит7, Сердечники 1 и 5 выполнены из ферромагнитного материала с прямоугольной петлей гистерезиса. Сердеч ник 5 второго дросселя размещен в магнитных полях первого 3 и второго 7 постоянных магнитов соосно с ними Вектора намагниченности Н, и Н, со ответственно постоянных магнитов 3 и 7 направлены согласно, Датчик температуры работает следующим образом. 73 , В исходном состоянии магнитное поле первого постоянного магнита 3 частично замыкается по термо агнитному материалу А, не вводя его в насьш;ение, а частично - по магнитопроводам ферромагнитных сердечников 1 и 5. Магнитное поле второго магнита 7 замыкается только по магнитопроводу сердечника 5. В результате на сердечник 5 действует результирующее поле ,-Н2, где Hj и Н - векторы напряженности магнитных полей, соответственно, первого и второго магнитов, пронизывающие сердечник 5. Результирующее поле перемагничивает сердечник 5 из предварительно намагниченного состояния Фд в некоторое промежуточное состояние лФ, . При температуре окружающей среды или поверхности, на которой установлен датчик, ниже температуры считьшания термомагнитный материал увеличивает свое щунтирующее действие и, вследствие этого, уменьшается напряженность магнитного поля Н(, действующего на сердечники 5 и 1, а результирующее поле Нр при этом увеличивается, так как вел1 гчина напряженности магнитного поля Н практически остается постоянной при изменении окружающей температуры. Вследствие возрастания поля Н в ферромагнитном сердечнике, последний перемагничивается из магнитного состояния, определяемого уровнем магнитного потока йФ, , в состояние i Ф . При повьш1ении температуры шунтирующее действие термомагнитного материала уменьшается и, следовательно, увеличивается поле HI, а результирующее поле Hj, действующее на сердечник, уменьшается. Уменьшение Нр в сипу запоминающих свойств магнитных материалов с прямоугольной петлей гистерезиса, не вызывает изменение достаточного магнитноГо потока ,йФ2. , . Рассмотрим работу датчика при измерении температур, выше температуры считывания. При возрастании температуры повьш1ается поле первого постоянного магнита 3, которое пронизывает ферромагнитные сердечники I и 5. Дри этом магнитное состояние сердечника 5 не изменяется, так как результирующее поле Нр уменьшается. Магнитное состояние сердечника 1 изменится, так как поле, пронизывгцощее магнитопровод сердечника I, увеличивается пропорционально повышению температуры. Увеличение поля магнита 3 приводит/к перемагничиванию сердечника из состояния лФ, в состояние А.Ф, где ,ЛФ - остаточный магнитный поток в сердечнике 1, соответствующий исходному состоянию, Ф - остаточный маг нитный поток в сердечнике 1, соответ ствующий измеренному значению температуры. Таким образом, температура в сторону отрицательных значений регистрируется сердечником 5, а температура в сторону положительных значенийсердечником 1. Записанная информация хранится в сердечниках практически неограниченное время. Считывание информации потока в за поминающих дросселях производится посредством поочередной подачи на обмотки катушек 2 и 6 прямоугольного импульса фиксированной амплитуды U . При этом выходным параметром служит время намагничивания сердечника до насыщения, т.е. время намагничивания сердечника до некоторого потока. Время считывания .. ЛФ1+Фо -АФм -W и где W - число витков обмотки дросселя ; Фд - остаточный магнитный поток насыщения; Ф| - величина, обусловленная обратными, процессами после насыщения сердечника. По предварительно снятым градуиро ванным характеристикам, представляющим зависимость времени считывания f от температуры, определяют ее зна- 734 чение. После считывания в результате действия полей постоянных магнитов в сердечниках устанавливаются магнитные потоки, соответствующие температуре окружающей среды, при которой устройство находилось во время считывания. Считывание информации производится в нормальных условиях ( -20с). Благодаря усоверщенствованию датчика в режиме автономного измерения, когда устройство после выполнения измерения вьшосится из объекта испытания, датчик позволяет измерять температуру в диапазона от положительных до отрицательных значений температур. В тех случаях, когда к объекту испытания исключен доступ, информа--ция из предлагаемого датчика, также как и в известном, выводится дистанционно по электрическим проводам. Причем в этом режиме датчик дает возможность, производя периодическое считывание, получать информацию об изменении температуры объекта во времени, как в диапазоне положительных, так и в диапазоне отрицательных температур . При этом вывод информации до статочно выполнить с одного любого сердечника. Таким образом, предлагаемый датчик температуры имеет расширенный диапазон измерения температур; в сторону отрицательных значений при сохранении хорошей точности измерений и может быть использова так же, как и известный датчик, в различных объектах, подверженных вибрационным и ударным нагрузкам.

ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ по авт. св. № 1089433, отличающийс я тем, что, с целью расширения диапазона измерения в сторону отрицательных температур, в него введены второй постоянньш магнит, второй запоминающий дроссель в виде осесимметричного замкнутого сердечника из ферромагнитного материала с прямоугольной петлей гистерезиса и катушка, при этом второй запоминающий дроссель установлен в магнитных полях, ориентированных векторами намагниченйтзсти в одну сторону первого и второго постоянных магнитов, соосно с ними.