Термопреобразователь Советский патент 1980 года по МПК G01R19/24 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения сигналов переменного тока инфранизких частот путем разновременного компарирования их по действуютему значению с сигналами постоянного тока. Известны одноэлементные вакуумные термопреобразователи, типа ТВБУ 1-9, содержащие в стеклянном баллоне линейный электрический нагреватель, имеющий тепловой контакт с термопарой из сплава хромель-копель. 1. Недостатком таких термопреобразователей является большая погрешность преобразования переменного тока, напрнжения или мощности в области инфранизких частот, т. е, в диапазоне 1-20 Гц, вследствие малой постоянной времени. Известны также многоэлементные термопреобразовател типа ТЭМ - l-fS, содержащие в воздушном металлическом корпусе один или два электрических нагревателя, которые имеют тепловые контакты с 30-40 последовательно соединенных термопар из сплавов хромель-копель 2. Недостаток этих термопреобразоваталей - значительная погрешность преобразования сигналов переменного тока в области инфранизких частот. Наиболее близким к предлагаемому термопреобразователю из известных технических решений является преобразователь, содержащий корпус, электрический нагреватель и термоэлементы, термоспаи которых расположены на разных расстояниях от теплового контакта нагревателя с общим термоэлектродом (3) , Недостатком такого термопреобразователя являейгся различная выходная термоэдс при преобразовании одинаковых по действующему значению сигналов переменного тока в зависимости от частоты сигнала, т. е. разная точность преобразования в широком диапазоне частот. Цель изобретения - обеспечение одинаковой точности преобразования в широком диапазоне частот. Поставленная цель достигается тем, что общий термоэлектрод выполнен в виде многолепестковой пластины, лепестки которой имеют разную длину и одинаковое тепловое сопротивление по отношению к горячему спаю термопребраэователя, торцы лепестков образу-т термоспаи с идентичными термоэлеентами, свободные концы которых меют тепловой контакт корпусом.

На фиг. 1 представлен термопреоб-. азователь, общий вид; а на фиг, 2 оказано соотношение размеров лепестов многолепестковой пластины, из которой изготовлен общий термоэлектод преобразователя.

Устройство содержит вакуумированный корпус 1, в котором смонтирован электрический нагреватель 2, закрепенный на токовыводах 3. Нагреватель 2 имеет тепловой контакт 4 с общим термоэлектродом 5, выполненным в вие многолепестковой пластины, лепестки б , 7 и 8 которой имеют разную длину и одинаковое тепловое сопротивление по отношению k горячему спаю термопреобразователя. Торцы лепестков б, 7, и 8 совместно с соответствугацими идентичными (т. е. по материалу, длине, сечению и тепловому со-, противлению) термоэлементами 9, 10 и 11 образуют термоспаи 12, 13 и 14. Кроме того, торец лепестка 8 .припаян к общему выводу 15 термоэдс преобразователя. Свободные концы термоэлементов 9,10 и 11, а также общего вывода 15 распалны на контактные площадки (выводы термоэдс) 16, которые термостабйлизированы корпусом 1. На фиг. 2 показаны геометрические размеры лепестков 6, 7 и 8 общего термоэлектрода 5. Первый лепесток б имеет длину 6 и ширину, а второй 7-26 и 2а, а третий - 4 € и 4а соответственно так, что их длины по отноиению к горячему спаю 4 находятся в отношении 1:2:4, а тепловые сопротивления одинаковые.

- Преобразователь работает следующим образом.

. При прохождении переменного тока 3 по нагревателю 2 в горячем спае 4 выделяется тепло Джоуля которое разогревает термоспаи 12, 13 и 14, вследствие чего на контактных площадках 16 появляется термоэдс. Размеры лепестков 6, 7 и 8 и термоэлементов 9, 10 и 11 рассчитаны таким образом, чтобы при прохождении переменного тока 3 / например,частотой Гц постоянная (не пульсирующая термоэдс была на контактных площадках 16 общего вывода 15 и термоэлемента 9,

при частоте f3 7/10-20 Гц - на контактных площадках 16 общего вывода 15 и термоэлемента 10, а при частоте Гц - на контактных площадках 16 общего вывода 15 и термоэле, мента 11.

Пропуская затем по нагревателю 2 постоянный ток , регулируя его до получения на соответствующих выходах ТП того же значения термоэдс, измеряют одним из известных методов чение 3 , по которому и судят о действующем значении тока Л.

В связи с тем, что термоэлементы 9, 10, 11 идентичны и имеют одинаковое тепловое сопротивление по отношению к термоспаю 13, то выходная термоэдс на всех выводах одинакова, что и обеспечивает одинаковую точность преобразования сигналов переменного тока в широком диапазоне частот.

Формула изобретения

Термопреобразователь, содержащий корпус, электрический нагреватель и

c термоэлементы, термоспаи которых расположены на разных расстояниях от теплового контакта нагревателя с общим термоэлектродом, отличающийся тем, что, с целью обеспечения одинаковой точности преобразования в широком диапазоне частот, общий термоэлектрод выполнен в виде многолепестковой пластины, лепесткикоторой имеют разную длину и равное тепловое сопротивление по отнсшению

5 к тепловому контакту нагревателя с общим термоэлектродом, торцы лепестков образуют термоспаи с идентичными термоэлементами, свободные концы которых -имеют тепловой контакт с

0 корпусом.

Источники информации,, принятые во внимание при экспертизе

1.Червякова В. И. Термоэлектриf. ческие приборы. Госэнергоиздат, М-Л., 1963, с. 20-40.

2.Рождественская Т. Б. Электрические компараторл для точных измерений тока, напряжения и мощности, изд-во стандартов, М., 1964, с. 970 135.

3.Патент Англии № 1176182,

кл. G 1 и и G 19/24, 01.01,70 (прототип).