Датчик температуры

)9) 811. 1 1 Союз СОВЕТСКИХСО 14 ИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК К 70 4 (51 Э ГО ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оверхэлемента м, что,контроляльный,0-99,5 УДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЦТЮ(71) Омский политехнический институт(56) 1, Авторское свидетельство СССРУ 1075089, кл, С 01 К 7/38, 1981.2. Шефтель И. Терморезисторы.М "Наука"., 1973, с, 382 - 385(54)(57): ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащий термочувствительный элемент издиоксида ванадия и металлические электроды, размещенные на, ности термочувствительного отличающийся т с целью повышения точности температуры, термочувствит элемент датчика выполнен н пьезокерамики цирконат-тит)или ниобатного состава с м тэллическим диоксидом нанад следующем соотношении комп мас.й:Монокристаллический диоксид ванадияПьезокерамика цирконат-титанатного или ниобатного состава 6111588Изобретение относится к температурным измерениям, а именно к датчикам релейного типа, которые могут быть использованы в различных системах контроля температуры, 5Известен датчик температуры релейного типа, содержащий чувствительный элемент ферромагнитного материала, обладающего скачкообразным изменением магнитной проницаемости при опреде ленной температуре 111Недостатками известного датчика , являются его сравнительно большие габариты, вес и сложность конструкции.Найболее близким к предлагаемому 15 по технической сущности и достигаемому результату является полупроводниковый датчик температуры резистивного типа, содержащий термочувствительный элемент из поликристаллического 2 р диоксида ванадия н металлические электроды, размещенные на поверхности термочувствительного элемента 23,Недостатком известного датчика является наличие гистереэиса в его 25 температурной зависимости сопротивления, равного примерно 3 С, что снижает точность контроля температуры объектов с использованием такого датчика. Наличие герметизированного корпуса или электроиэоляционного компаунда, зацищающего чувствительный элемент датчика от воздействия окружающей среды, существенно уве" личивает тепловую инерционность35 последнего, что также снижает точность контроля температуры при быстром ее измененииТермочувствительный элемент предлагаемого датчика выполнен в виде твердотельной пластинки толщиной1 мм, представляет собой матрицу из пьезокерамики, в объеме которой равномерно распределены монокристаллы диоксида ванадия, и изготавливается с использованием известной технологии твердофазного спекания при высокой температуре ( 1000 С) в защитной среде инертного газа.Нижний предел указанного выше содержания пьезокерамики в составе термочувствительного элемента определяется технологическими возможностями получения твердотельного элемента. С дальнейшим понижением содержания пьезокерамики существенно умень" шается.механическая прочность чувствительного элемента йри термоциклировании. Верхний предел содержания пьезокерамикн или нижний предел содержания диоксида ванадия определяется минимальным уровнем выход" ного сигнала датчика - ЭДС, возникающей на его электродах при скачкообразном изменении объема монокристаллов диоксида ванадия, происходящем при температуре фазового перехода б 8 С, Максимальный уровень выходного сигнала датчика зависит от размеров кристаллов исходного диоксида ванадия, типа используемой пьеэокерамики, технологии изготовления чувствительного элемента (в основном от величины давления при прессовании пластинки ) и составляет примерно 10 - 30 мкВ, Цель изобретения - повышениеточности контроля температуры. Поставленная цель достигается тем, что в датчике температуры, содержащем термочувствительный элемент из диоксида ванадия и металли ческие электроды, размещенные на поверхности термочувствительного элемента, последний выполнен на основе пьезокерамнки цнрконат-титанат" ного нли ниобатного состава с моно кристаллическим диоксидом ванадия при следующем соотношении компонентов, мас,Е:Монокристаллическийдиоксид ванадия 0,5-40, О 55 Пьезокерамика цирконат-титанатного илиниобатного состава 60, 0-99,5 П р и м е р 1. Термочувствитель" ный элемент датчика изготавливался из смеси пьезокерамики индекса ПТС"12 с химическим составом РЬ О з (Еа,окТ 1 О )0 и монокристаллического дн 1оксида ванадия при следующем соотношении .ингредиентов, мас. 7:Монокристаллическийдиоксид ванадия 0,5 15 40 Пьезокерамика99,5 85 60Смесь тщательно перемешивали, брикетировали в пластинки и размеща" ли в кварцевом тигле, который уста" навливали в печи. Печь вакуумирова" лась, а затем заполнялась инертным газом (гелий), Температуру в печи медленно поднимали до 950 С и после 30 ч выдержки снижали до комнатной температуры.Составитель В. Го,нубенРедактор Ю. Ковач Техред И.Надь Корректор Е. Рошко Заказ 3575/41 Тираж 897 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4(5И Ифилиал ППП Патент , г. Ужгород, ул. Проектная, 4 зП р и м е р 2. Термочувствительный злемент изготавливался по анало- гичной технологии из смеси пьезокерамики состава (РЬ 0,Вао,У)фРь и монокристаллического диоксида вана- дия при соотношении компонентов,Монокристаллическийдиоксид ванадия 0,1 20 40 Пьеэокерамика 99 80 60 Отжиг полученной смеси осущест" ,влялся при 1230-1240 фС с выдержкой в течение 30-40 мин. 58872 4Предлагаемый датчик температурыобеспечивает повышение точности регистрации достижения критической температуры (погрешность не превьг шает 0,50 С) и в результате своей достаточно высокой механической йрочности выдерживает значительное (более 1100число термоциклов а также отличается хо-1 в рошей технологичностью в изготовлении, имеет малые габариты и массу.