Бесконтактный термоэлектрический преобразователь Советский патент 1990 года по МПК H01L35/32 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в преобразователях электрических сигналов произвольной формы в широком диапазоне частот по уровню среднеквадратического значения в постоянное напряжение.

Целью изобретения является повышение точности преобразования термоэлектрического преобразователя (ТЭП) на высоких частотах.

На чертеже изображен бесконтактный ТЭП. 1

Преобразователь содержит корпус. 1

на охлаждающих элементах 2 которого установлена плоская диэлектрическая подложка 3. На одной из поверхностей подложки 3 сформирован пленочный резистивный нагреватель 4, а на противоположной - пленочные основная батарея термопар и дополнительный термопарный элемент, ветви 5 и 6 термопар которых имеют различные термоэлектрические свойства. В состав нагревателя 4 входит резистивный участок 7, зашунтир-ованный пленочным конденсатором, обкладки 8 и 9 которого разделены диэлектрической прослойкой 10. Обкладка 8 имеет гальванический контакт 11 с одним из концов участка 7, другой конец которого соединен с одной из контактных площадок 12 нагревателя 4 переходящий одновременно в обкладку 9 шунтирующего конденсатора. Горячие спаи 13 всех термопар имеют тепловой контакт с соответствующими участками нагревателя 4, а холодные спаи 14 - с охлаждающими элементами 2 корпуса

0

5

0

5

С

5

0

1. Нагреватель 4 и термобатарея имеют самостоятельные контактные пленочные площадки 12. Обкладки 8 и 9 шунтирующего конденсатора можно выполнить и на противоположных поверхностях подложки 3. При этом последняя будет являться разделяющей диэлектрической прослойкой указанного

конденсатора. I

Бесконтактный ТЭП работает следующим образом.

При прохождении переменного электрического тока низкой частоты по цепи нагревателя 4 практически вся поступающая от источника сигнала электрическая мощность преобразуется в тепло, а затем с помощью основной батареи и дополнительного термопарного элемента в термоЭДС. Вследствие того, что термоЭДС основной батареи и дополнительного термопарного элемента направлены одна относительно другой встречно, на выходе ТЗП устанавливается постоянное напряжение, равное их разности. На высоких частотах возрастает реактивное сопротивление паразитных индуктивностей нагревателя 4 и его токоподводов, приводя к снижению тепловыделения в нагревателе 4 и термоЭДС на выходе основной батареи. Одновременно уменьшается реактивное сопротивление конденсатора, шунтирующего резистивный участок 7 нагревателя 4. Б результате этого снижаются падение напряжения на участке 7 и тепловыделение в нем, а значит и уменьшается величина термоЭДС, генерируемая в дополнительном термопарном элементе.

Снижение падения напряжений на участке 7 приводит к его повышению на- остальной части нагревателя 4, возрастанию тепловыделения в ней и тер- моЭДС на выходе основной батареи, а уменьшение величины термоЭДС на выходе дополнительного термопарного элемента вызывает повышение постоянного напряжения на выходе ТЭП. В резуль- тате совместного протекания указанных процессов напряжение на выходе ТЭП в определенном частотном диапазоне практически остается неизменным т.е. происходит компенсация частот- ной погрешности, обусловленной воздействием паразитных индуктивностей нагревателя А и его выводов.

Формула изобретения

Бесконтактный термоэлектрический преобразователь, содержащий корпус с расположенной в нем диэлектрической подложкой, на поверхности которой размещены пленочный резистивный нагреватель, основная батарея термопар, горячие спаи которых находятся в тепловом контакте с нагревателем, а холодные - с корпусом, и частотно- зависимый корректирующий каскад, образованный конденсатором н участком нагревателя, не имеющим теплового контакта с термопарами основной батареи, отличающийся тем что, с целью повышения точности преобразования на высоких частотах, он снабжен дополнительно термопарным элементом, соединенным с основной батареей последовательно-встречно, разноименные спаи термопар которого находятся в тепловом контакте соответственно с корпусом и входящим в состав корректирующего каскада участком нагревателя, величина активного сопротивления Ra которого определяется из выражения i

у,к1+(2У, .ч-а-к) ,

где R, - активное сопротивление

участка нагревателя, имею-, щего тепловой контакт с основной батареей; заданная глубина частотной коррекции;

коэффициенты преобразования основного и корректирующего термопреобраэовательнызс каскадов соответственно.

К l«h

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в преобразователях электрических сигналов произвольной формы в широком диапазоне частот по уровню среднеквадратичного значения в пос- тоянное напряжение. Целью изобретения является повышение точности преобразования на высоких частотах, которая достигается путем снабжения термоэлектрического преобразователя дополнительным к основному термопарным элементом, соединенным с основ-