Устройство для измерения температурыпОВЕРХНОСТи ТВЕРдыХ ТЕл Советский патент 1981 года по МПК G01K7/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ И314ЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ

из полиамидной лекты. Термопара вместе с лентой закреплена в кольце 4, внутренний диаметр которого меньше ширины ленты, и размещена в корпусе 5, на внутренней поверхности ленты дугообразного пружинного элемента (в центре дуги) со стороны, противоположной месту размещения термочувствительного элемента (горячего спая 2 термопары 1), нанесен тонкопленочный -тензореэистор 6 с пленочными выводами 7, выступы корпуса 8 служат ограничителями при прижатии термочувствительного элемента к контролируемой поверхности .твердого тела.

Место расположения (центр дуги) и длина тензорезис.тора выбраны с учетом того,- что при контактировании дугообразного пружинного элемета с поверхностью тела центральная часть дуги меняет свой радиус кривизны в отличие от боковых участков дуги, которые находятся в сложнонапряженном состоянии, обеспчивая тем самым необходимую жесткость и устойчивость каплевидной формы пружинного элемента. Протяженность каждого из указанных участков в зависимости от длины дуобразного элементаразлична, причем очевидно, что длина каждого из них меньше длины дугообразного элемента. Длина дугообразного элемент определяется конкретной конструкци устройства, шириной и толщиной диэлектрической ленты, а также ее упругими свойствами. Максимальная длина дугообразного элемента ограничивается условием устойчивости его формы, т.е. пределом, при котором диэлектрическая пленка начинает скручиваться. Минимальную длину дугообразного элемента можно считать приблизительно равной ., где d - диаметр отверстия корпуса.

Минимальные размеры тензорезистр а определяются .отношением длины рабочей части тензорезистора к его ширине,которое должно быть не менее 10. Для пленочных тензорезисторов, изготавливаемых напылением в вакууме через тра/арет или фотоЛитографией сплошной резистивной пленки, минимсшьный размер составляет 0,1 мм. Такой выбор геометрий обусловлен необходимостью исключения при продольных деформациях влияния поперечной тензочувстБИтельности. Тонкопленочный тензорезистор определяет допустимое усилие прижатия, которое при дальнейших измерениях температуры является фиксированным параметром. При заданном усилии прижатия упругий дугообразный элемент, находясь в деформированном состоянии изменяет сопротивление тензорезистоpa, причем мезкду усилием прижатия и изменением сопротиэле 1ия существует однозначное соотв ёл-ствие. Заданное усилие прижатия термочувствительного элемента к контролируемой поверхности осуществляется с помощью мостовой схемы, в одно из плеч которой включен тензорезистор

Изобретение улучшает метрологические характеристики известного устройства. В предлагаемом изобретении фиксирование усилия прижима дугообразного пружинного элемента к измеряемой поверхности не зависит от размеров и положения исследуемых объектов. При фиксации усили прижима величина теплового контакта сопротивления также принимает фиксированное значение и может рассматриваться уже не как случайная, а как систематическая погрешность измерения температуры. Эту систематическую погрешность можно учесть например, при сравнении (калибровке) с результатами бесконтактного измерения температуры с помощью ИК-радиометра. Кроме того, фиксирование усилия прижима с помощью тензорезистора попволяет объективно измерять температуру объектов, те или иные свойства которых завися от приложенного давления. Например, при создании давления на р - п-переход полупроводникового транзистора смешается его вольт-амперная характеристика, что приводит к перераспределению электрической энергии ме:эду элементами исследуемого устройства, а следовательно, к искажению тепловых полей. Ограничение и фиксирование усилия прижима позволяет свести к минимуму влияние устройства для измерения температуры на состояние исследуемого объекта. Все это повышает точность измерения.

Формула изобретения

Устройство для измерения тем- . пературы поверхности твердых тел по авт.св. 620838, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений за счет контроля усилия прижатия термочувствительного элемента к поверхности твердого тела, на внутреннюю поверхность ленты дугообразного пружинного элемента со стороны, противоположной месту размещения термочувствительного элемента, нанесен тонкопленочный тензорезистор с выводами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиз

1. Авторское свидетельство СССР №620838, кл. G 01 К 7/00, 1977.