Датчик температуры Советский патент 1990 года по МПК G01K5/62 

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение при тонких медико-биологических исследованиях, диагностике и контроле температуры различных технологических процессов.

Целью изобретения является повышение точности измерений температуры за счет увеличения стабильности выходной характеристики датчика и его чувствительности.

На фиг. 1 (а,б и в) показан предлагаемый датчик в трех проекциях; на фиг. 2 - схема соединения тензорезисторов тензочувствительньгх слоев термочувствительного элемента датчика

Датчик температуры содержит двухслойный термочувствительный элемент, вьшолненньй в виде скрепленных между

собой слоев 1 и 2 материалов с различными коэффициентами термического расширения. Слой 1 термочувствительного элемента толщиной h, и шириной b, выполнен из алюминия, а слой 2 - из двух вольфрамрениевых тензорезисторов 3 и 4 толщиной h -2 и базой 1 . 1 1ирина активной полоски тензорезисторов 3 и 4 равна h j .

Толщины слоев 1 и 2 термочувствительного элемента выбраны из соотношения

1.

ti

lE,-b, где Е и 1 1 модули упругости ривалов слоев; fi суммарная ных полосок тензорезисторов 3 и 4.

Для получения максимальной чувствительности и линейности выходной характеристикя датчика он снабжен дополнительными тензорезисторами 5 и 6 толщиной hj и базой 1з при этом Ь.Ь., а IjClj. Тензорезисторы 5 и 6 также выполнены из вольфрамрениевого сплава и размещены на слое 1.противоположно тензорезисторам 3 и 4, Все тензорезисторы включены в полный мост Уитсона.

Датчик температуры работает еледующим образом.

При изменении температуры вследствие значительно большего козффициента термического расширения у алюминия чем у вольфрамрения происходит изгиб термочувствительного элемента. В результате происходит разбаланс моста и на выходе последнего возникает сигнал, пропорциональный изменению температуры.

Формула изобретения

1. Датчик температуры, содержащий двзгкслойнь й термочувствительный элемент, один слой которого выполнен тензочувствительным и включен в схему измерительного моста, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерений, тензочувствительный слой термочувствительного элемента выполнен в виде двух тензорезисторов, при этом толщины слоев выбраны из соотношения

h,(E,.Jb./R,.h,,

где h, - первого слоя термочувствительного элемента; h XJ -толщина тензорезисторов;

Е , К - модули упругости материалов первого слоя и тензорезис- i торов соответственноJ

rt

bjj - сз ммарная ширина рабочей ,- части тензорезисторов;

Ь, - ширина первого слоя термочувствительного элемента. 2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным тензочувствительным слоем, размещенным на первом слое термочувствительного элемента со стороны, противоположной его тензочувствйтельному слою, и выполненным из двух тензорезисторов, база и толщина которых меньше базы и толщины тензорезисторов первого тензочувствительного слоя, при этом Тензорезисторы каждого тензочувствительного слоя включены в противоположные плечи измерительного моста.

j«

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерений за счет улучшения стабильности выходной характеристики датчика и увеличения его чувствительности. Датчик содержит двухслойный термочувствительный элемент, один слой которого выполнен в виде тензорезисторов. Толщины слоев выбраны определенным образом из приведенного соотношения. Датчик снабжен также дополнительными тензорезисторами, толщина и база которых меньше толщины и базы первых тензорезисторов. Все тензорезисторы включены в полный мост. При изменении температуры вследствие разного коэффициента термического расширения материалов слоев термочувствительного элемента происходит изгиб последнего и на выходе моста возникает электрический сигнал, пропорциональный температуре. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.