ТЕПЛОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МАНОМЕТР Советский патент 1972 года по МПК G01L21/14 

Изобретение может быть исиользовано при измерении низких давлений в диапазоне от 760 мм рт. ст. до 10 мм рт. ст.

Известные тенлоэлектрические манометры, содержащие размещенные в корпусе термочувствительный элемент и токонодводы, обладают узким диапазоном измерения и нелинейностью выходной характеристики.

Для расширения диапазона измерений и линеаризации выходной характеристики в Предлагаемом манометре термочувствительный элемент выполнен в виде двух объемных полупроводниковых элементов с общим оребренйым торцом, установленных на электроизоляционных основаниях, к каждому из которых Подсоединен токоподвод. .

На фиг. 1 изображен описываемый манометр, включенный в измерительную схему.

Манометр содержит корпус /, выполненный из тенлонроводного материала, термочувствительный элемент 2, выполненный в виде двух объемных полупроводниковых элементов 3 и 4 с общим оребренным торцом 5, которые установлены на электроизоляционных основаниях 6 и 7 и токоподводы 8 и 9. Термочувствительный элемент 2 представляет собой тепловой насос и является одновременно нагревателем и измерительной термопарой. К манометру нодключены стабилизатор тока 10 и схема // питания и измерения э.д.с.

Падение напряжения на термоэлементе (тенловом насосе) выражается следующей зависимостью

(T,-T)

е /

рабочий ток питания термоэлемента 2, а;

R I Т,

активное сонротивление ветвей термоэлемента 2, ом;

коэффициент термо-э.д.с. термоэлемента 2, в/°К;

температура основания термоэлемента 2 (холодного спая), равная температуре окружающей среды, °С;

Тг

температура оребренной поверхности торца 5 (горячего спая), °С.

Количество тенла, выделяемое горячим снаем при / consf, проиорцнонально температуре горячего опая: Qr l-I-T, т. е. с увеличением степенн разрежения уменьшается тепловой поток через разрел ;еи.ную среду и, следовательно, тепловыделения на горячем спае растут, увеличивая температуру горячего спая. Эта особенность термоэлектрического теплового насоса в отличие от полунроводниковых термометров сопротивления (нагревателей), в которых с ростом их температуры тепловыделения из-за уменьи1ения сопротивления иадают, является весьма благоприятной, так как способствует увеличению чувствительности термоэлектрического манометра.

В теплоэлектрическом манометре о степени разрежения газов можно судить по значению падения напряжения на термоэлементе 2 U - IR-{-l(Tr-T), так как в правой части все величины постоянные за исключением температуры горячего спая Гг, которая изменяется от степени разрежения газов.

Зависимость э.д..с. измерительной термопары от давления (p) представлена на фиг. 2, где видно, что, выходная характериЯ исследуемом// oSbeMij

стика манометра (p) для интервала давления от 10- до 760 мм рт. ст. линейна.

Предмет изобретения

Теплоэлектрический манометр, содержащий разменденный в корпусе термочувствительный элемент и токоиодводы, отличающийся тем, ч-то, с целью расширения диапазона измерений и линеаризации выходной характеристики, в нем термочувствительный элемент выполнен в виде двух объемных полупроводниковых элементов с общим оребренным торцом, установленных на электроизоляционных основаниях, к каждому из которых подсоединен токоподвод.