Устройство для измерения температуры Советский патент 1979 года по МПК G01K7/38 

Изобретение относится к области температурных измерений, а именно к устройствам для измерения температурь, . содержащем чувствительный элемен термомагнитного материала. Известны устройства для измерения температуры, использующие температур ную зависимость характеристик ферромагнитных материалов 1,2. Недостат ком этих устройств является то, что дпя получения информации об измеряемой температуре в импульсном коде, эти устройства требуют сложных вторичных преобразователей. Из известных устройств наиболее близким по технической сущности, является устройство для измерения температуры, содержащее чувствител-ьный элемент из термомагиитного материала, генератор переменного напряжения и регистратор 3. В этом устройстве чувствительный элемент выполнен в виде кольца с обмотками, одна из которых соединена с генератором переменного напряжения а другая - с регистратором. Изменение температуры вызывает изменение магнитных свойств чувствительного элемента, которое фиксируется регист ратором. Недостатком устройства явпяется то, что для получения выходного сигнала в импульсном коде оно требует сложного преобразователя. Целью изобретения является создание устройства, осуществляющего непосредственное преобразование температуры в частоту следования импульсов. Поставленная цель достигается тем, что чувствительный элемент выпог иен в виде нанесенной на немагнитную подложку многослойной структуры, состоящей из клиновидного токопроводящего основания, боковые грани которого соединены с генератором переменного напряжения, изоляционной пленки, ферромагнитной плёнки с контактами, соединенными группами между собой и с регистратором. На фиг.1 представлено устройст- во, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, план. Устройство дпя измерения температуры содержит немагнитную подложку 1, на которую последовательно напылены токопроводящее;. медное основание 2, имеющее форму клина, изоляционная Ьленка 3 из моноокиси кремния, ферромагнитная пермаллоевая пленка 4, ось легкого намагничивания которой совпадает с осью симметрии клина, и вторая изоляционная пленка 5. Изо-.

яционная пленка 5 имеет отверстия под точечные контакты б , Точечные контакты б соединяются между собой нанесенными поверх изоляционной lлeнки 5 тонкопленочны 1И проводниками 7, причем четные и нечетные контакты раздельно соединены между собрй и подключены к регистратору 8. окопроводящее осно1вание 2 посредством проводникрв 9 соединено сгенератором 10 переменного напряжения.

Переменный синусоидальный ток от генератора 10 посредством проводников 9 подводится к боковым граням клиновидного токопроводяшегооснования 2. Так как сечение клиновидного основания 2 вдоль оси его симметрии переменно, то плотность тока, текущего перпендикулярно к оси, максимальна у вершины клина и минимальна - у его основания. Напряжённрсть магнитного полял создайаейая . таким током, уменьшается вдоль оси Сй№1ётрий от вёрШнны клина к его основанию. По мере увелйчёни.я тОка, перемагничивание пермаллоевой пленки в направлении оси.легкого намагничивания происходит постепенно, по мере превышения ,напряжен, внешнего магнитного поля, поля анизотропии этой пленки. Таким образом, в пермаллоевой пленке 4 перемещается управляемая внешним магнитньам полем SoMelHHlW l aHiiiuia. Так как в движущейся границе происходит вращение вектора намагниченности, то изменяющееся магнитное поле создает электрическое поле, которое при прохождении доменной границы под точечными контактами б индуцирует в них импульсы напряжения. В результате при прохождении доменной границы под точечными контактами 6, присоединенным к пермаллйевой пленке 4, на регистраторе 8 возникают импульсы напряжения, полярность которых определяется направлением перемагничивания, а число- числом охваченных областью перемагничивания мест присоединения контактов б к пленке 4.

Амплитуду синусоидального тока выбирают такой, чтобы,соэдаЖаёмая им напряженность магнитного поля при заданной температуре была достаточ678340

на для перемагничивания половины плёнки. tak как поле анизотропии пермаллоевой пленки зависит от температуры, изменение температуры приводит при заданной амплитуде напряJ SHOCTH магнщнрго прля к изменению раТмёрЬвббласти перемагничивания и, следовательно, к изменению числа :выходных импульсов. Так при возрастании температуры поле анизотропии пермаллоевой пленки уменьшается, что приводит к увеличению охваченных областью перемагннчивания мест присоединения точечных контактов б к пленке 4 и к увеличению числа выходных импульсов. Уменьшение температуры вызывает уменьшение числа выходных ййпульсой.

Устройство имеет простую конструкцию. Диапазон измеряемых температур от -150 до +200с. Наличие кодои пульсного выходного сигнала позволяет использовать устройство в современных цифровых системах контроля и ре гулиров ан и я.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры, содержащее чувствительный элемент из термомагнитного материала, генератор переменного напряжения и регистратор, отличающееся тем, что, с целью преобразования температуры в частоту следования импульсов, чувствительный элемент вшюлнен в вид;е нанесенной на немагнитную подложку мнргсюлойной структуры, состоящей из клиновидного токопроводяшего основания, боковые грани которого соединены с генератор переменного напряжения, изоляционной пленки; ферромагнитной пленки и изолционной Шёнки с контактами, соединенньми группами между собой и с , регистратором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 219253, кл. G 01 К 7/38, 1967.

2.Авторское свидетельство СССР №475513, кл. G 01 К 7/38, 1973.

3.Патент Франции w 288303,

кл. G 01 К 7/38, 1975.