Устройство для измерения температуры Советский патент 1978 года по МПК G01K7/38 

1

Изобретевве относится к теппотвхннчеоклм ивмереввям н может быть использовано ;ДШ1 вэмерення температур раэпичЁюго дйапааона.

Известны раапвчвые устройства для вэ мереная температур, в которых всоольэуют ся термоалехтртесц е чувствительные але-

мшггы i3

Однако они имеют достаточнЬ сложную схему .

Иэвествы также термомагннтные устрой- ства для в ерениятемпе ратур .

Однако втя устройства имеют ограниче вук область 1фнменени8.

Наиболее близким к предлагаемому oBoiif ется устройство дл измерения температурЫ содеря ащбе плевоЧкый термочувствительный алемент, магнитные сво)бк:тва которого загасят от твмпфггуры, ЯНадикатор 3j.

Нёдостапсом вавёствого устройства я ляется сложВйсть Центрической схемы преЬ рааоваивя в иидвкаицвй, а также ограниченны двапазоы измеряемых | емператур, что сн жает гшшвональные в1 можности устройств ва..

С целью у1фошения конструкции и расширения функциональных возможностей термочувствительный элемент выполнен в виде магнитной пленки с градиентом температуры магнитной компенсации, а индикатор выпоа нен в виде прозрачиых пленочных элементов: анализатора, шкалы, постоянного магнита, расположенных последовательно со стороны магнитной Пленки, и поляризатора, закрег ленного со стороны подложки.

Изобретение поясняется чертежом.

Термочувствительный элемент 1, размещенный на подложке 2, которая гфидает ему необходимую механическую прочность, расположен между оптическими пленочными поляризатором 3 и анализаторол 4. Над анализатором помещена прозрачная шкала 5, отградуированная непосредственно .в гоадусах, а поверх шкалы - про лчный пленочный магнит 6.

Устройство для измерения температуры работает следующим образом.: При обеспечении теплового контакта с измеряемым объектом, температура которого лежит внутм ри интервала изменения температуры мапнитной компенсации, в термочувствительном апементе 1 образуются две намагниченные в противоположных нагфавлениях области с четкой границей между ними. Положение границы определяется значением температу ры измеряемого объекта Т. Отсчет температуры производится с помощью предварительно отградуированной шкалы 5. Роль указателя шкалы выполняет граница между двумя противоположно намагниченными областями термочувствительного элемента 1, которая видима (на просвет) благодаря использованию оптических поляризатора 3 и анализатора 4 при освещении исскустве ным или дневным светом В качестве материала для термочувств тельного элемента используется двухподрошеточный ферромагнетик с различной температурной зависимостью намагниченности подрешеток М. и Мд , обладающий темЬе | атурой ч агннтной компенсаини Т . При Т Т|, намагниченность одной из подрешеток превышает намагниченность другой имеет место обподрещетки, при Т Tj. ратное соотношение, то есть Мл Поэтому при т Т,, вдоль магнитного поля будет ориентироваться вектор намагннг чинности первой подрешетки (Му},.а при Т Т.,- вектор намагниченности второй подрешетки (Mj ), Если с помощью соответствующих технологических операций создать в такой магнитной пленке градиент температур магнит|1Ьй компенсации таким , чтобы темп )атура . компенсации линейно изменяласть вдоль одного из к&1фаалений в плоскости пленки от Tij до - температура компенсации на левом крае пленки, правом, Т, -« T,j ), то при Т гранида между областями с М, М- и Mg М.j будет находиться в Центре пленки. При ni ш 1шенин температуры граница будет см&щаться вправо и при Т « Тц окажется на правом крае пленки, пр0 понижении (вле во и лри Т « Т| 1 ) граница будет рас пола гаться на левом . При освещении дао чнка температуры естественным или искусственным светом (со стороны. поляризатора 3) последний становится линейнополяризованным. Пройдя прозрачную подложку 2, линейнополяризованный свет падает на темрочувстви тельный элемент 1, после прохождения которог Происходит поворот плоскости поляризации. Уг поворота плоскости поляризации зависитот направления намагниченности в термочувс1 вительном элементе 1, поэтому плоскости : поляризации света, прошедшего через две намагниченные в противоположном направле НИИ области термочувствительного элемента JLiCоставляют одна с друд-ой некоторый угол, величина которого зависит от фарада ева вращения материала термочувствительно го элемента 1. Плоскость пропускания анализатора 4 составляет равные углы с направлениями плоскостей поляризации света, прощедщего через противоположно нрмагн&ченные области термочувствительнойо элемента 1, в результате чего после прохо дения света через анализатор 4 на шкале 5, отградуированной непосредственно в граду сах, наблюдается граница раздела между двуМя областями термочувствительного элемента ,1. Сверху шкалы 5 расположен прозрачный магнит в, с помощью которого обеспечивается помехоустойчивость показаний датчика температуры по отнощению к внешним магнитным полям. Ширина границы раздела между двумя областями термочувствительного элемента 1 составляет околв 1 мкм. При типичных размерах термочувствительного элемента 1 см и диапазона изменения температуры компенсации в материале термочувствитрльного элемента ОД К предлагаемый датчик температуры обеспечивает точность измерения 0,1 К предлагаемый датчик температуры обеспечивает точность измерения О,1°К10 4 10 К при отсчете по шкаобычного оптического мике Q помощью роскопа. Инерционность датчика определяется вреч енем, необходимым для згстановления теплОч аого равновесия между измеряемым объектом и датчиком, и в зависимости от геомет-рических размеров последнего составляет от долей секунды до нескольки х минут. Интервал измерения температуры определяется двап оном изменения температуры компенсации материала термочувствительного элемента, который в случае: монокристаллов беспримесных ферритов - гранатов составляет около 0,1 К, а в эпитаксиальных пленках с гре диентом температуры компенсации может превосходить 1ОО°К. Среднее :шачение измеряемой температуры лежит в пределах от О ло 500°К. Формула изобретения Устройство для измерения температуры, одержащее пленочный ; термочувствительный элемент, нанесенный на подложку, и индикатор, отличающийся тем. что, с целью упрощения конструкции и расширения функциональных возможностей, терм чувствительный элемент в нем выполнен в виде магнитной пленки с градиентом температуры магнитной компенсации, а инди-г катйр выпшшв1| в виде прозрачных пленочных вяементов-ааалв затора, шкалы, постоянного магната, расположенных последовательно со стороны магнитной пленки, и полярнфатора, закрепленного со стороны подложка. ИстоЧЕШКВ анформации у принятые во внимавке 1ФИ экспертизе: 1.Скотт Р. Б, Техника низких темп1 ратур ИЛ, М, 1062, с. 133-165. 2.Авторсяое свидетельство № 470468, кл. Q 01 К 7/38, 1975. 3. Авторские свидетельство М 209801, кл. Q О1 к 7/38, 1968.