Устройство для измерения температу-Ры Советский патент 1981 года по МПК G01K7/00 

(54) УСа РОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к области термометрии, например, к измерению температуры криогенных объектов. Известны устройства для измерения температуры, содержа1цие .термочувствительный элемент, выполненный из чистых металлов, что позволяет производить измерения температугдл к огенных объектов 1. Однако такие устройства имеют ог раниченный рабочий диапазон. Кроме того, термометр обладает низким зна чением величины сопротивления, что ведет к усло;кнению регистрируквдей аппаратуры и снижению точности изме рения. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст ройство для измерения температуры содержащее термочувствительные крио троны, подключенные к источнику пос тоянного тока 2 . Однако известное устройство обла дает недостаточной точностью измерения, вследствие того, что в про цессе измерения вентиль криотронов периодически переходят из сверхпроводящего состояния в нормальное, В результате этого на каждом криотроне выделяется некоторое количество джоулева тепла, что является источником погрешности, особенно при измерении температуры в среде с малой теплоемкостью. Кроме того, частота . колебаний зависит от температуры каждого из шести криотронов, входящих в состав устройства, поэтому при неоднородном поле измеряемого объекта показания устройства соответствуют некоторой средней температуре, и, следовательно, измерение локальной температуры производится с существенной погрешностью. Целью изобретения является повышение точности измерения, для чего в предлагаемое устройство введены генератор пилообразного напряжения, содержащий соединенные последовательно предусилитель, формирователь линейно изменяющегося напряжения и усилитель мощности, генератор прямоугольных импульсов, электронный ключ, ждущий мультивибратор, линия задержки, счетчик интэрвалов времени, дополните.цьный источник питания, причем криотроны соединены в сверхпроводящий контур триггерного типа, в котором управляющая обмотка одного криотрона подключена к усилителю мощности генератора пилообразного напряжения, предусилитель которого подключай к вентилю другого криотрона, соединенного последовательно с третьим криотроном управляющая обмотка, которого подключена к дополнительному источнику питания через электронный ключ, подклю ченный к выходу ждущего мультивибратора, который подсобдинен также чере линию задержки и ....х енератор прямоугольных импульсов к входу формирова теля линейно изменяющегося напряжения, подсоединенного вторым выходом к входу мультивибратора и входу счет чика интервалов времени. , На фиг. 1 приведено предлагаемое устройство, схема; на фиг. 2 - време ная диаграмма работы устройства, на фиг. 3 - зависимость выходного сигна ла устройства от температуры, на фиг. 4 - зависимость чувствительност устройства от температуры. Схема устройства содержит криотро ный контур 1 триггерного типа, измеряемый объект 2, например криостат с хладагентом, источник 3 питания, чувствительный криотрон 4,. генератор 5 пилообразного напряжения, предусилитель б, формирователь 7 линейно изменяющегося напряжения, усилитель мощности, генератор 9 прямоугльных импульсов, второй криотрон 10, источ ник 11 питания, третий криотрон 12, дополнительный источник 13 питания, электронный ключ 14, ждущий мультивибратор 15, линия 16 задержки, счет чик 17 интервалов времени; на фиг. 2 и 1-8 - импульсы напряжения, Л 2импульсы тока. Устройство работает следующим образом. Сигнал Щ генератора прямоугольных импульсов запускает нормирующий прямоугольный импульс Uj, on1 еделяющий длительность нарастания напряжения U формирователя 7 линейно изменяющегося напряжения. Линейно нарастающий ток 3-; после усилителя 8 создает в управляюще; обмотке чувствительного криотрона 4 нарастающее магнитное поле, которое вызывает переход в нормальное сортояние вентиля криотрона. Ток в параллельных ветвях сверхпроводящего контура 1 на чинает перераспределяться из левой в правую. В результате такого перера пределения на потенциальных концах криотрона 10 появляется импульс U. Этот импульс усиливается в предусилителе б {Ug) и обрывает нормирующий прямоугольный импульс Ug. Следователь но, оканчивается процесс нарастания напряжения Uj и тока D . Задний фронт нормирующего импульса И формирователя 7 -линейно изменяющегося напря.жения запускает ждущий мультивибратор 15, импульс которого и замыкает элек тронный ключ 14 в цепи питания управляющей обмотки третьего криотрона 12 (Ui). Одновременно импульс с выхода мультивибратора 15 через линию 16 задержки поступает на вход внещнего запуска генератора 9 прямоугольных колебаний. В режиме измерения одного значения температуры на этом цикл работы устройства заканчивается, а в случае режима непрерывного слежения за значением измеряемой температуры, под действием импульса на входе внешнего запуска генератор вырабатывает импульс прямоугольной формы U-j, и цикл измерений возобновляется Предлагаемое устройство наряду с повышением точности измерения обеспечивает уменьшение инерционности до 5- . Формула изобретения Устройство для измерения температуры, содержащее термочувствительные криотроны, подключенные к источникам постоянного тока отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения в VCTройство введены генератор пилооб-разного напряжения, содержащий соединенные последовательно предусилитель, формирователь линейно изменяющегося напряжения и усилитель мощности, генератор прямоугольных импульсов, электронный ключ, ждущий мультивибратор, линию задержки, счетчик интервалов времени, дополнительный источник питания, причем риотроны соединены в сверхпроводящий контур триггерного типа, в котором управляющая обмотка одного криотрона подключена к усилителю мощности генератора пилообразного напряжения , прудусилитель которого подключен к вентилю другого криотрона, соединенного последовательно с третьим криотроном, управляющая обмотка которого подключена к дополнительному источнику питания через электронный ключ, подключенный к выходу ждущего мультивибратора, который подсоединен также через линию задержки и генератор пряьюугольных импульсов к входу формирователя линейно изменяющегося напряжения, подсоединенного вторым выходом к входу мультивибратора и входу счетчика интервалов времени. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент ША № 3720900, кл. G 01 К 7/00, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР № 175088, кл. G 01 К 7/00, 1963 (прототип).

Ue

(/

и,

i/.

8 I

/f.3.

м

V/f) Чу6стВительнее(пь

W ff 12

W 8 6

It2 0

41Ш

TIKI

X

т/к/

зж

J.63