УСТРОЙСТВО для ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ Советский патент 1972 года по МПК G01N25/18 

Изобретение относится к области теплофизических измерений и может быть использовано в системах дискретного автоматического контроля и управления.

Изотермические сферические зонды нашли широкое применение при измерении теплопроводности. Иедостатками устройств подобного типа являются необходимость подгонки и регулировки экспериментатором температуры зонда регулировочными реостатами в процессе опыта, а также отсутствие выходного сигнала, пропорционального измеряемой теплопроводности и удобного для ввода в счетно-решающие устройства.

Цель изобретения - осуществление автоматической стабилизации температуры, получение линейного частотно-импульсного выходного сигнала и уменьшение рассеиваемой электрической мощности.

Предлагаемое устройство для определения теплопроводности содержит изотермический сферический зонд, включенный в плечо моста, снабженное генератором управляемой частоты, выход которого через формирователь импульсов соединен с диагональю питания моста, а вход через усилитель и пиковый детектор подключен к измерительной диагонали моста, причем в качестве зонда использован полупроводниковый терморезистор шарообразной формы.

Схема описываемого устройства изображена на чертеже.

Частотно-импульсный измеритель теплопроводности состонт из мостовой схемы, усилптеля Л пикового детектора 2, генератора управляевой частоты 3, формирователя импульсов 4 и полупроводникового терморезпстора RT, используемого в качестве изотермического зонда.

Терморезистор разогревается импульсами постоянной длительности и амплитуды до температуры Го, при которой сопротипленне терморезистора удовлетворяет уравнению уравновешенного моста.

Под действием прямоугольного импульсного напрял-сения на терморезисторе (зонде) рассеивается мощность

,(1)

где и - амплитуда импульсов; т - длительность импульса; /С-постоянный расчетный коэффициент; / - частота следования имнульсов. Частота следования имнульсов питания моста F пропорциональная мощности Р, рассеиваемой зондом, и определяется генератором управляемой частоты 3, на вход которого подается усиленное и нродетектпрованное напряжение разбаланса моста, действующее так, чтобы ликвидировать возникающий разбаланс, т. е. чтобы всегда температура терыорезистора (зонда) оставалась постояпной величиной. В стационарном тенотовом режиме мощность, рассеиваемая зондом, функционально связана с измеряемым коэффициентом тенлопроводности:Я: 4-аГ„д,(2) где л - измеряемая теилонроводность; TO - температура терморезистора; а -радиус терморезистора. На основании уравнений (1) и (2) можно выразить зависимость частоты имнульсов питания от измеряемой теплопроводности: р 4м Го , Отсюда видно, что частота следования нмпульсов питания моста в стационарном теиловом режиме прямо пронорциональна измеряемой теплонроводности. Перс:.1снныи резистор позволяет менять температуру зонда в широких пределах. П р е д ; е т и з о б р е т е н н я 1. Устройство для определения тенлонроводности, содержащее изотермический сферический зонд, включенный в плечо моста, отличаюш ееся те.м, что, с целью автоматической стабилизации температуры и получения линейного частотно-импульсного выходного сигнала, оно снабжено генератором управляемой частоты, выход которого через формирователь импульсов соединен с диагональю питания моста, а вход через усилитель и никовый детектор подключен к измерительной диагонали моста. 2. Устройство но п. 1, отличающееся тем, что, с целью умепьщения рассеиваемой электрической мощности, в качестве зонда использовап полупроводниковый тер;МОрезистор шарообразной формы.