Поверхностный термопреобразователь Советский патент 1982 года по МПК G01K7/16 

(54) ПОВЕРХНОСТНЫЙ ТЕРМОПРЕСБРАЗОВАТЕЛЬ

1

Изобретение относится .к области Tepiмометрии и Может найти применение в системах автоматического контроля и регулирования температуры поверхности твердых тел, пристенных слоев жидких и газообразных сред.

Известны термопреобразователи, содержащие дополнительные нагреватели, подключенные к источнику питания и системе у1равления 1 J

Недостатками этих устройств является сложность конструкции и низкая надежность, обусловленные наличием дополнительньгх нагревателей.

ИзвестенТермопреобразователь, содержащий последовательно включенные терморезистор и термопару недостаткам термопреобразавателя относятсяограниченность применения, большая статическая и динамическая погрешность, низкая надежность.

Цель изобретения - повьпиение точности, быстродействия и ущзощение конструкции поверхностного термопреобразователя.

Указанная цель достигается тем, что т мопара вьшолнена дифференциальной, а общий электрод ее выполнен в виде терморезистораПричем,параметры дифференциальной термопары и терморезистора связаны соогнсяыением.

iSifto-ctr -,

10

где 3 - изм нтельный ток термопреобразователя;S - чувствительность термопары;

оначальное со15 отивление термореанст(

15 cL - температурный коэффициент со1фотивлен0я материала термореаистора.

На чертеже изо ажены: d - конструкция поверхностного термопреобразователя;

Б - распределение температур в тепловой системе объект .контроля-термопреобразователь-окружающая среда; Ъ - электрическая схема термогфеобразователя (в). Поверхностный т мо1феобрвэователь состоит №9 теш1Оиэоля1шо.Ш1ого корпуса 1 геаловос1фв1шмвюшей плвстины 2, котора , с яфиквсается с контролвЕруемым объек: том 3, основного т мочувствительного элемента-термореэистора 4 и дифференциальной термопары, горячие спаи которой образованы в местах соединения токопоаводов 5 с терморезистором точки (А и Б).. На трафике, иллюстрирующем paciflpeделение температур, гриняты следующие обозначения: t|c - температура кокгролир емого объекта; t - температура внешнней среды, окружающей термопреобразователь; перепад температур на т морезистсфе; средняя температу.ра терморезистсфа; At - погрешность по в хностнсяго терморезистора. На электрической схеме .терморезисто с сопротивлением R является чувствитель ным элементом т мо1феофазователя и включен в общий тфмоэлектрод дифферен циальной термопары с горячими спаями А и Б По цепи щютекает ток Э . Поверхностный термсмфеобразователь работает следующим образом. При хфотекании тока Л через терморезистор на последнем падает напряжение равное Л R. Одновременно в электрической цепи действуют две встречные термо ЭДС Ед и Е развиваемые термоп рами А и Б Таким образом, общее нащ}яжение цепи1федставляется следующим соотношением: U JvR4E -Ee: (ottj.p)tSM5. Так как ,-At И U«3Ro (;14ctij,;-3-R dlut+aSut Чтобы результат измерения температуры поверхности не искажался погрешностью д , выполняем условие aRociA-b cLSdt , ток, 1ФОХОДЯЩИЙ по цепи, равен -ог«о такой величине тока результат измерения темп атуры точно соответствует ее действительному значению . . Таким образом, 1федлагаемое изобретение позволяет повысить точность измерения температуры поверхности объекта в статическом и динамическом режимах, быстродействие, и упроститьКонтрукцию термо феобразователя. Цриниип действия и эффективность данного термо1феобразователя экспериме тально проверены в области температур 2О-1ОО С иа макетном образце, терморезистор которого был вьп1олнен из Kk Hoкристаллического германия р-типа, а дифференциальная термопара образована тфипаянными к нему .токопсаводами. Проведённые испытания показали возможность компенсации в широких пределах погрешности, обусловлеиной теплоотводом, путем соответствующего значения измерительного тока. Формула изобретения Поверхностн%1й термо1феобразоватепь, содержаишй последовательно включенные термсфезист( и термопару, о тли чающийся тем, что, с целью повышения точности, быстродействия и упрощения ксяютрукции, термопара вьшолнена дифф енциальной, а общий электрод ее выполнен в виде терморезистора, причем параметры дифференциальной термопары и термсфеаистора связань соотнааением( где D - измерительный SOK термопреЬбразователя;S - чувствительность термопары; RQ - начальное сопротивление т морезисто ра;сС - температурный.коэффициекг со1фОтивления материала терморезистора. Источники инф(фмааии, щ инять1е во внимание при экспертизе 1.Ярышев Н. А. Теоретические основы измерения нестационарных температур. Л., Энергия , 1967, с. 239-241. 2.Авторское свидетельство СССР № 284359, кл. q О1 К 7/16, 1968. (щ)ототип).

ч

«a

Lsв uiMeffumMbffyw схему

8 измерительную схему