Измеритель температуры

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК И 9) 01) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Московский институт радиотехники электроники и автоматики(56) 1.авторское свидетельство СССР Р 414498, кл, 6 01 К 7/34, 1972.2, Авторское свидетельство СССР Р 777481 кл, С 01 К 7/32, 1980.3. Новицкий П.В Кнорринг В.Г., Гутников В.С. ЦиФровые приборы с частотными датчиками, Л., "Энергияф, 1970, с. 113 (прототип)(54) (57) ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕМПЕРЯТУРЫ содержащий термочувствительный элемент,расположенный между катушками возбуж-дения и связи, соединенными с блокомвозбуждения колебаний, измеритель частоты, подключенный к блоку возбуждения колебаний, о т л и ч а в щ и йс я тем, что, с целью раса)иренияверхнего предела диапазона измеряемыхтемператур и обеспечения возможностиизменения температурного коэФФициентачастоты, в него введен. источник регулируемого магнитного поля, в котороепомещен термочувствительный элемент,выполненный из анизотропного антиферромагнетика. фИзобретение относится к техникеизмерения температуры, а точнее кизмерителям температуры, действиекоторых основано на изменении резонансной частоты чувствительного элемента при изменении температуры. 5Известны измерители температуры,содержащие блок возбуждения колебаний, соединенный с чувствительнымэлементом, выполненным, напримериз ниобата лития 1, кварца Г 2, 10Недостатками таких измерителейявляются узкий диапазон измеряемыхтемператур, сложность изготовлениячувствительного элемента с заданными характеристиками15Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является измеритель температуры, содержащий,термочувствительный элемент, расположенный между катушками возбуждения и связи, соединенными с блокомвозбуждения колебаний, измерительчастоты, подключенный к блоку возбуждения колебаний, а также постоянный магнит 3 .Недостатком данного измерителяявляется узкий диапазон измеряемыхтемператур, а также невозможностьподстройки температурного коэффициента частоты (ТКЧ) измерителя температуры.30Цель изобретения - расширениеверхнего предела диапазона измеряемых температур и обеспечение возможности изменения ТКЧ,Поставленная цель достигается З 5тем,что в измеритель температуры введен источник регулируемого магнитного поля, в которое помещен термочувствительный элемент, выполненный изанизотропного антиферромагнетика. 40На фиг. 1 представлена конструкцияизмерителя температуры; на фиг,.2зависимость температурно-частотныххарактеристик измерителя от величинывнешнего магнитного поля Н с термочувствительным элемента 4 из гематита.Измеритель температуры содержиттермочувствительный элемент 1, который с помощью траверс крепления 2 сзазором расположен между катушкамивозбуждения 3 и связи 4 (часть катушек не показана), блок возбужденияколебаний 5, измеритель частоты б иисточник регулируемого магнитногополя 7.Термочувствительный элемент выпалнен из высокотемпературного анизотропного антиферромагнитного материалас анизотропией типа "легкая плоскость", т,е, таких кристаллов, в которых;магнитные моменты ионов в состоя 2 ии равновесия ориентируются вбазисной кристаллографической плоскости, с плоскостью, перпендикулярной кристаллографической оси третьего ПОяядканапример гематита (ГВр 0) Для устранения нежелательных факторов, влияющих на резонансные свойства чувствительного элемента, онможет быть защищен герметичным немагнитным кожухом,Для того, чтобы катушки связи ивозбуждения не оказывали влияниядруг на друга, они намотаны ортогонально друг к другу, а их оси дляэффективности возбуждения направлены под углом 45 к направлению внешонего магнитного поля Н,Измеритель температуры работаетследующим образам,С блока возбуждения колебанийна катушку 3 подается сигнал с изменяющейся во времени частотой.Присовпадении частоты сигнала возбуждения с собственной резонанснойчастотой термочувствительного элемента 1 в катушке связи 4 наводитсясигнал максимальной амплитуды. Частота наведенного сигнала однозначносоответствует температуре, при которой находится термочувствительныйэлемент.Измеритель температуры также может быть построен по схеме автогенератора. В этом случае в качестве блока возбуждения используется усилитель, в цепь положительной орратнойсвязи которого включаются катушкивозбуждения и связи, При этом частота генерируемых колебаний однозначно связана с измеряемой температурой.Как видно из зависимостей, приведенных на фиг. 2, собственная резонансная частота термочувствительногоэлемента при значении магнитногополя, превышающего некоторое значение Н Р линейно изменяется с температурой, а изменение величины магнитного поля вызывает изменениеТКЧ, Увеличение силы магнитного поляприводит к уменьшению величины ТКЧ.Такой характер аависимости определяется сильным вкладом магнитнойподсистемы кристалла в механизммагнитоупругих акустических колебаний термочувствительного элемента.Зависимость ТКЧ термочувствительногоэлемента от величины внешнего магнитного поля позволяет производитьпОдстройку .ТКЧ измерителей температуры и тем самым добиваться высокойидентичности их параметров.Использование измерителя температуры на основе термочувствительного элемента иэ высокотемпературногоанизотропного антиферромагнетикапозволяет расширить верхнюю границуизмеряемых температур до +400 ОС,при сохранении высокой чувствительности и линейности преобразования,обеспечить возможность подстройкиТКЧ измерителя температуры.Так измеритель температуры стермочувствительным элементом из1012044 Кулико оставитель ехред М. Ге орректор А. дзяткоР ктор еселова л 74 7/50 ВНИИ по 113035Тираж 871 Государствен лам изобрете осква Ж, ак Филиал ППП "Патент", г. Ужгород Проектная, 4 гематита имеет диапазон измеряемых.температур от -10. до +310 фС и более.Нижняя граница-измерейия. определяется температурой перехода Моринав гематите,обусловленного ориентационным переходом материала из легкоплоскостной слабоферромагнитнойфазы в антиферромагнитную с анизотропией типа "легкая ось", а верхняя - температурой Фазового перехода в точке Нееля (Т = 660 фС),линейность. измерителя температуры лучше 0,15 в диапазоне температур 0 - 210 ОС. Диапазон перестройки ТКЧ 4,5.10 - 4-10 град , Точ-Чность измерения темпетаруры фф 0,02 С. Подписноого комитета СССРий и открытийРаушская наб., д, 4/