Прецизионный термопреобразователь Советский патент 1979 года по МПК G01R19/24 

. Г Изобретение относится к области электроизмерительной тех.ники и может быть использованодля компарирования по действующемузначению- величин переменного тока (тока, напряжения, мощности) с эквивалентными им величинами постоянного тока. Известны термоэлектрические пре-образователи, содержащие корпус (вакуумированный стеклянный баллон) , нагреватель и термопару из сплава - хромель-копель/- которые применяются для измерения величин переменного ,тока методом разновременного компарированйч 1 , Йе статками 1этих термопреобразователей являются значительная погреш HOCTbj OT неквадратичности преобразованияи от влияния изменения темпера туры окружающей среды и невозможност коррекции вольт-амперной характеристики преобразования термопреобраэова теля в динамическом диапазоне входных сигналов и в расширенном температурном диапазоне эксплуатации, РГзвестен также термопреобразователь, содержащий корпус, нагреазател и термопару, которые закреплены на четырех выводах, проходящих через йзоляционные теплопроводящие прокладки в корпусу 12 . Хотя погрешностьот неквадратичности таких устройств снижена, однако их температурная погрешность велика и,кроме того,в них отсутствует коррекция вольт-амперной характеристики в динамическом дйапазоне входных сигналов и температур эксплуатации. . . Целью настоящего изобретения является повЕлшение точности преобразования тёрмопреобразователя в динамическом диапазоне входных сигналов и температур эксплуатации. Поставленная цель достигается тем,, что преобразователь, содержащий корпус, нагреватель и термопару, которые закреплены на четырех выводахj проходящих черезИзоляционныетепло проводящие -прокладки в корпусе, снабжен корректором крутизны вольт-амперной характеристики преобразования, состоящим из двух теплопроводящих стержней/ независимо перемещаемых в .корпусе преобразователя относительно друг друга и горячего спая термопары, причем оба стержня, находятся в тепловом контакте между собой и корпусом и изготовлены из материалов с противоположными температурными коэф фициентами теплопроводности, например, из меди и алюминйя. Уст 50йство (см, чертеж) содержит электрический нагреватель 1, смонтированный на выводах 2 и 3, термопару горячий спай 4 к-оторой имееттепловой контакт с нагревателем 1, а холодные концы термопары соединены с в ыводами ЭДС 5 и 6, которые через электроизоляционные теплопроводящие прокладки. имеют тепловой контакт с корпусом 8 терт опреобразователя, в верхнюю часть которого вмонтирован подвижный коррек.тор 9, имеющий бесконтактную тепловую связЬ с горячим спаем 4 и состоящий кз двух независимо перемещаемых относительно горячего спая 4 теплопроводящих стержней 10 и 11, первый из которых обладает положительным TeMnepaTjypgaM коэффициентом .теплопроводностй ai второй - отрицательным.; Прецизионный преобразователь рабо . следующим образом. Измеряемый переменный ток Э прикладывается i вьшодам 2 и нагревателя 1, в котором выделяется тепло ДжоуЛя, в резул тате чего происходит разогрев горяче го спая 4 термопары, что пр1№одит к появлению на выводах 5 и- б термоэдс , К 2. Затем подают Ъа те . же; токовыводы2 и 3 постоянный ток Л значение которого регулируют до тех пор, пока появившееся на выв.одах 5 и б значение термоэдс. , ЕТП К т будет равно значению ЭДО. .) т.е. Е-р(, E-j-nj Тогда действующее значение переменного тока п будет равно действующему значению постоянного оК а 2f которое определяется измерением одним из известных способов (например,:потенциометром постоянного тока) , ; По измеренному значению .тока у судят о действующем значении nepeayieri ногр тока . Регулировкой подвижных стержней 1 и 11 корректора 9 относительно друг друга и ртносйТельйЬ горячего спая 4 термопара добиваются требуемого значения показателя степени h . (например регулируют корректор 9 таким образом чтобы ) в заданном температурном диапазоне эксплуатации теплопреобразователй и йходных сигналов. Преобразователь выполнен Следующим образом. Нагреватель 1 изготовлен из манганинового микропровода 0 15-20 мкм в стек.лянной из изоляции С малым ТКС, а термопара выполнена с пбложительным температурным коэффициентом термоэдс. В результате этого показатель степени п в формуле больше 2 (п 2) , Ре 1,2 -1,2. гулируя корректор 9 относительно foрячего спая термопары, находят такие положения его стержней 10 и 11 относительно друг друга, чтобы п 2, Йтержень 10 корректора 9 выполнен из алюминия, а стержень 11 - из меди, а их сечения рассчитаны из соотношения , где S, 82- сечения, а х , X 2 - коэФФ.ициенты теплопровод-, ности подвижных стержней 10, 11 кор эектора 9, -Количество отводимого ,корректором 9 тепла (при Т const) будет неизменным в некотором промежуточном положении стержней 10 и 11 корректора 9. Это положение определяется из выражения . - Л.Т,3, , . ----if-()-i7() . ;где xt; и xt, - температурные коэффи . циенты теплопровод-. . ности подвижныхстержней 10 и 11;, TO - температура окружающей среды (корпуса); Q - тепловая мощность, отводимая корректором 9 с горячего .спая 4 термопары на корпус 8 термопреоб-. : разователя;.; 2,Е.2.- длина соответственно .- : ,. . , подвижного стержня 10 и 11 относительно корпуса 8; йТ - перепады температуры -на подвижном стержне . . -- :; -10 и 11 соответствен-но. Таким образом, предлагаемый термопреобразователь обладае.т лучшими метрологическими характере тиками . преобразования в динамическом диапазоне входных сигналов и в широком диапазоне рабочих температур по срав нению с известными. Формула изобретения Прецизионный термопреобразователь, содержащий корпус, нагреватель и термопару,которые закреплены на че-., тырех выводах, проходящих через изоляционные теплопроводящие прокладки в корпусе, о т л и ч а ю; щ и и с я тем, что, с целью повышения точности преобразования в динамическом диапазоне входньох сигналов и температур эксплуатации, ,он снабжен корректором/крутизны вольт-амперной характеристики преоб эазования, состоящим из двух теплопроводящих стержней, нёзависимо перемещаемых в корпусе преобразователя относительно друг друга и горячего спая термопа|РЫ, причем оба стержня йаходятся в.

тепловом контакте между собой и корпусом и изготовлены из материалов с, противоположными температурными коэффициентами теплопроводимости, например, из меди и алюминия. Источники информации, во внимание при экспертизе

1.Червякова в.И, Термоэлектрические приборы, М.-Л., Госэнергоизлат, 1963, о. 22-40.

2.Рождественская Т.Е. Электрические компараторы для точных измерений тока, напряжения, мощности, м., Издво стандартов, 1964, с. 97-137,