УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ Советский патент 1970 года по МПК G01K7/34 

Изобретение относится к области измерения температуры с помощью электрических, в частности конденсаторных датчиков.

Известные устройства для измерения температуры, содержащие датчик температуры, выполненный в виде термочувствительного конденсатора, например с сеглетодиэлектриком, питаемого от генератора высокой ча-стоты, и регистрирующий прибор, не обеспечивают требуемой точности измерения вследствие накопления заряда -на электродах конденсатора и изменения его емкости.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что оно снабжено термопреобразователем, выполненным в виде вакуумной колбы с помещенными внутри нее электронагревателем, включенным последовательно с датчиком, л термопарой, к которой подключен регистрирующий прибор.

На чертеже показана принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство питается от стабилизированного источника / питания, на выходе которого включен генератор 2 гармонических колебаний фиксированных частот, стабилизированный по амплитуде и частоте. На выход генератора 2 включена нагрузка в виде последовательно соединенных электронагревателя 3, вакуумного термопреобразователя 4 и реактивного термодатчика 5 или реактивного опорного элемента 6, служащего образцовым конденсатором для установки рабочего тока.

Включение одного из реактивных элементов зависит от положения переключателя 7. Вакуумный термопреобразователь представляет Собой стеклянный баллон, внутри которого помещены электронагреватель 3 и находящаяся с ним в тепловом контакте термопара 8. Металлические выводы от нагревателя и термопары выведены наружу, а из баллона термопреобразователя удален воздух (газ) для умепьщения теплообмена с окружающей средой. К выводам термопары присоединен регистрирующий прибор 9, представляющий собой яизкоомный потенциометр-самописец. Конденсатор 10 служит для установки рабочего тока.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 2 гармонических колебаний вырабатывает электрическое напряжение заданной частоты и стабильности, которое поступает «а электронагреватель 3, последовательно с которым через переключатель 7 соединяется термодатчик 5, находящийся в среде, где необходимо измерить температуру. Предварительно С помощью реактивного элемента 5 и конденсатора 10 устанавливается рабочий ток по прибору 9. После установки рабочего тока переключатель 7 переводится в положение «измерение температуры и включается термодатчик 5 вместо опорного элемента 6. Температуру измеряют стрелочным прнбором (или самописцем) 9. Ток, проходящий по последовательно соединенным конденсатору W, электронагревателю 3 и термодатчику 5, вызывает пропорциональное распределение и выделение тепловой энергии на каждом из них. Энергия тепла, выделения в электронагревателе 3, вызывает изменение э.д.с. термопары 8 вакуумного термопреобразователя, что, :в свою очвредь, вызывает изменение показаний лрибора 9.

В зависимости от требований к устройству оно может иметь различные комбинации реактивных элементов термодатчика 5, т. е. иметь как термои-ндуктивность, так и термоемкость, и представлять собой группу из последовательного, параллельного и смешанного электрических соединений, при которых проводилась градуировка устройства. Термодатчики 5 можно комбинировать и с разными температурными коэффициентами но величине и знаку для выравнивания нелинейности или увеличения чувствительности в нужном диапазоне температур.

Устройство может быть применено для измерения разности или суммы температур. Путем изготовления двух каналов выходы от термопар 8 лри определении разности температур включаются последовательно разноименными знаками электродов, а при определении суммы - .последовательными одноименными знаками электродов.

Для получения максимальной точности измерения температуры при использовании сегнетоконденсаторов в качестве термоэлементов точка Кюри выбирается ниже рабочего диапазона температур, что обеспечивает наименьшую величину гистерезиса. Для уменьшения тепловыделения при постоянном цодогреве переменным измерительным током термокоеденсатор включается только на время измерения температуры с номош,ью переключателя 7. Применение в устройстве больше одного термокоиденсатора позволяет знать усредненную температуру ло поверхности или объему за счет распределения соединения их электрически: параллельно, последовательно и смешанно.

Предмет изобретения

Устройство для измерения температуры, содержащее датчик температуры, выполненный в виде термочувствительного конденсатора, например, с сегнетодиэлектриком, питаемого от генератора высокой частоты, и регистрирующий прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено термо.преобразователем, выполне.нным в виде вакуумной колбы с электронагревателем, включенным последовательно с датчиком и термопарой, к которой подключен регистрирующий прибор.