Устройство для измерения термоэдс Советский патент 1982 года по МПК G01N25/32 

Изобретение относится к термоэлектрическим -измерениям и предназначено для определения термо-ЭДС минералов в штуфных образцах, зернах или непосредственно в обнажениях горных пород, выработках и т. д.

Известно устройство для измерения термо-ЭДС сплавов, содержащее разнотемпературные электроды, измерительный прибор и прижимное приспособление 1 .

Недостатки этого устройства сложность конструкции блоков электродов, длительное время установления рабочего режима, значительные погрешности, возникающие вследствие того, что в условиях установившегося режима малейшее прикосновение к нагретому электроду вызывает изменение его контактной температуры которую практически нет возможности контролировать..

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для измерения термо-ЭДС, содержащее два электрода, термобатарею, расположенную между ними, источ:ник питания термобатареи и измери,тельную схему 2J .

Недостатки устройства - длительное время установления рабочего режима, значительная метрологическая погрешность в измерении,, необходимость в сложном измерительном приборе, обеспечивающем широкий диапазон измерений при высокоомном входе усилителя.

Целью изобретения является улуч1Qшение метрологических характеристик и сокращение времени установлен 1Я рабочего режима при исследовании минералов .

Поставленная цель достигается

15 тем, что устройство для измерения термо-ЭДС;, содержащее два электрода, термобатарею, расположенную между ними, источник питания термобатареи и измерительную схему, снабжено пе20реключателем полярности питания термобатареи, состоящим из двух ключей, триггером и датчиком стабильных интервалов времени, подсоединенным на вход триггера посредством пере25:ключателя диапазона.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит электроды

30 1 и 2, термобатарею 3, диэлектрический корпус 4, через который проходят электроды, подключенные на усилитель измерительной схемы 5. Электроды подпружинены пружиной б и постоянно замкнуты на пластинку 7 Размыкание электродов происходит при нажатии на образец или образцом 8. На выходе усилителя установлен стрелочный прибор 9 с нулем отсчета в середине шкалы. Термоба гарея посредством ключевьа элементов 10 и 11 может быть подклю чена то к положительному, например 12, то к отрицательному источнику 13 питания. Входы ключей подключены к триггеру 14, вход которого через переключатель 15 подсоединен к датчику 16 стабильныхинтервалов времени. Сигнализация подключения термобатареи . к какому-либо одному из источников питания осуществляется светодиодом 17, Устройство работает следукмаим образом. При включении питания на одном из выходов триггера 14 устанавлива ется Ч , на другом - О. Эти сигналы .выЗЁЗвают открывание одного из кличей я запирание другого. Ток через термобатарею 1Е1отеЧет в том ил ином направлении в зависимости от полярности йриложенного напряжения. Продолжительность протеканий этого тока задаетсяfiaf tHKOM 16 и переклю чателем 15, который фактически выполняет функцию переключателя яиапа зона, влияя на величину разности температуры на электродах и тем самым на величину Измеряемого сигнала. При нажатии ма Образец электроды автоматически раэмЕПсаютсяг на измepитeльиsш схему поступает плавн изменяющийся сигнал термо-ЭДС. При переключении полярности питания иа термобатарее за счет йнерциойности тепловых процессов стрелочный прибо зафиксирует Максимальную величину отклонения на время, достаточное для восприятия и запоминания. За ци изменения полярности питания иа Тер мобатарее фиксируются два значения сигнала по обе стороны от нуля отсчета для привязки знака термо-ЭДС используется индикатор включения светодиод 17. Если величина сигнала велика, уменьшают интервал времени для создания разности температур на электродах и тем сеилым уменьшают саму величину сигнала и т. д. Таким образом, в качестве опорной величины используются стабильны интервалы времени, создание которых в настоящее время является вполне обеспеченным и достижимым простыми способами (в требуемых пределах точ ности) . Эталонировка прибора производится по контрольным выносным термопарам. Использование изменяющихся интервалов времени включения термоэлемента позволяет обойтись без усложнений во входных цепях усилителя с обеспечением высокоомного входа при простоте подключения. Использование неустановившегося режима температуры электродов позволяет более четко фиксировать контактную разность температур, что улучшает метрологические характеристики прибора. Применение предлагаемЬго устрой|Ства позволяет прлучить повторяемость результатов измерений одних и тех же минералов с погрешностью, не превьипающей 3 - 4 % на открытом воздухе, эксперименты в тех же условиях с использованием маломощных источников тепла- (как для полевого прибора) для условий установившегося режима дают разброс в 20 - 25 %, что значительно превышает требова- . ния к точности измерений (5 - 10%) для полевого прибора аналогичного назначения. Использование переменного режима работы термоэлемента обеспечивает готовность к работе прибора сразу же после включения питания, в то время как в известных устройствах на подготовку установки к работе требуется 20 - 30 мин. Последнее обстоятельство является особо существенным для полевых условий, где измерения могут быть единичными и где острым.является вопрос экономии питания. Формула изобретения Устройство для измерения термоЭДС, содержащее два электрода, термобатарею, расположенную между ними, источник питания термобатареи и измерительную схему, отличающее с я Тем, что, с целью улучшения метрологических характеристик и сокращения времени установления рабочего режима при исследовании минергшов, оно снабжено переключателем полярности питания термобатареи, состоящим из двух ключей, триггером и датчиком стабильных интервалов времени, подсоединенным на вход триггера посредством переключателя диапазонов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 442401, кл. G 01 N 25/30, 1970. 2. Авторское свидетельство СССР 553479, кл. G 01 К 7/02, 1975 (прототип).

X