Термобиметаллический датчик температуры с повышенной чувствительностью Советский патент 1962 года по МПК G01K5/68 G01K1/14 

Известны термобиметаллические датчики температуры с повышенной чувствительностью, состоящие из термобиметаллической цилиндрической винтовой спирали с двумя направлениями навивки.

В предлагаемом термобиметаллическом датчике, с целью повышения его чувствительности спираль своими концами прикреплена к термобиметаллической скобе.

На чертеже изображена схема предлагаемого датчика.

Термобиметаллический датчик состоит из цилиндрической винтовой спирали /, связанной с термобиметаллической скобой 2, прикрепленной к несущему кронштейну 3. С винтовой спиралью скреплена стрелка 4.

При изменении окружающей температуры спираль раскручивается и поворачивает стрелку на некоторый угол ф1; в то же время скоба, разгибаясь на некоторую величину ДА, растягивает спираль и стрелка, прикрепленная к ее середине, поворачивается дополнительно на

угол ф2.

Таким образом, суммарный поворот стрелки равен

Угол разворота Афь спирали с двумя направлениями навивки, как и всякой биметаллической спирали, выражается формулой:

где С| - коэффициент, зависящий от выбора единиц и марки термобиметалла,

d -диаметр спирали, п - число витков одного направления, А - толщина ленты, из которой сделана спираль, Д7-перепад температур.

Дер 1(р, -г

А, ,(1)

№ 147342- 2 -

Угол разворота Дф2 середины спирали при растяжении ее концов на величину ДА выражается формулой:

А ср, - -%- АЛ ,(2)

где tcp - средний шаг спирали.

Величина растяжения ДА может, быть найдена из рассмотрения температурной деформации скобы. Принимая для простоты биметаллическую скобу выполненной в виде полуокружности с радиусом R, найдем в соответствии с известными формулами:

Д Л С,- Д Т ,(3)

где С2 - коэффициент, зависящий от выбора единиц и марки термобиметалла,

hz - толщина скобы,

ДГ - перепад температур.

Однако эта формула дает деформацию ненагруженной скобы. Так как Б нашем случае скоба нагружена спиралью, то фактическую деформацию ее следует учесть специальным коэффициентом:

ДЛ /СС,- Д Г ,

где К 1.

После некоторых преобразований получено:

Д(/.-/Сз-)ДТ л, I

Конкретные расчеты показывают, что в приборе определенных размеров спирали и скобы в ряде конструкций может быть осуществлено увеличение чувствительности такой системы без потерь в жесткости до 50%-f-lOWo или, при сохранении той же чувствительности, соответствующее увеличение жесткости.

Предмет изобретения

Термобиметаллический датчик температуры с повышенной чувствительностью, состоящий из термобиметаллической цилиндрической винтовой спирали с двумя направлениями навивки, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности датчика, спираль своими концами прикреплена к термобиметаллической скобе. А.

±/1/1