Устройство для измерения температуры

(191 011 О 1)5 С 01 К /32 с" 1.ьс. Н 1 егьСс,З, 1 Б:Ы 3Е,Ы.,10 . :1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЗНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1(56) Авторское свидетельство СССРВ 572608, кл . С 01 К 7/32, 1976,Авторское свидетельство СССРУ 1229603, кл, С 01 К 7/32, 1986.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет с высокой точностью измерять температуру агрессивных сред и высокоскоростныхгазовых и жидкостных потоков, в условиях нестационарных температур. Терморезисторы 4 и 5, один из которыхнанесен на поверхность термочувствительного пьезорезонатора 2, другой -на поверхность защитной капсулы 3через термоизолирующую прокладку 6,включенные в смежные плечи электрического моста 12, позволяют обрабатывать температуры за счет подключения нестационарных выходов электрического моста 12 к частотно-управляющему элементу 8 а втог ен ератора 7.1 ил,В этом случае частота пьезорезонатора 2 и, следовательно, автогенератора 7 определяется термочастотной характеристикой (ТЧХ) пьезорезонатора. В результате частота Р сигнала на выходе устройства 9 формирования разностной частоты является функцией контролируемой температуры Т: 50 К - Ки (Т)(1)55 знач ени е частоты опор ногде К го генератора;(Т) втекущее значение частоты иизмерительного автогенеИзобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам измерения температуры, преимущественно высокоскоростных газовых ижидкостных потоков, находящихся подвысоким давлением.Цель изобретения - повышение точности измерения в условиях агрессивных сред и высокоскоростных потоков.На чертеже изображена схема предлагаемого устройства,Устройство содержит чувствительный элемент 1, состоящий из термочувствительного пьезорезонатора 2,установленного в капсуле 3, терморезистор 4, нанесенный на поверхность .пьезорезонатора вне зоны активныхколебаний, терморезистор 5, установленный на внешней поверхности капсулы через термоизолирующую прокладкуб, измерительный автогенератор 7 счастотно-управляющим элементом, вкачестве которого может быть использован, например, варикап 8, блок 9формирования разностной частоты,опорный автогенератор 10, регистратор 11, электрический мост 12 и дифференциальный усилитель 13Устройство работает следующим образом,В установившемся тепловом режимесреды, температура которой контролируется помещенным в нее чувствительным элементом 1, температура пьезорезонатора 2 ранна ее температуре, а 35сопротивления терморезисторов 4 и 5имеют такие значения, при которых вдиагонали АБ электрического моста12 и соответственно на выходах усилителя 13 устанавливается напряжение, 40формирующее на его выходе управляющеенапряжение, соответствующее точкерабочей характеристики варикапа 8,принятой за нулевую.1 45 ратора, определяемое ТЧХтермочувствительиогопьезорезонатора.Для обеспечения положительногоприроста частоты на выходе формирователя разностной частоты, значениечастоты опорного генератора должнобыть меньше частоты измерительногоавтогенератора во всем диапазонеизмеряемых температур,При использовании в качестве резонатора пьезакварца среза, обладающего практически линейной ТЧХ и примедленных изменениях температуры Т,когда ее изменение превышает Зо,лзависимость (1) можно представитьуравнениемР Г Г + К (Т - Т (2)где То = 0 С;К - частота сигнала измерицотельного автогенераторапри Т =То;1( - крутизна характеристикиттермочувствительногопьезорезонатора,При ступенчатом изменении температуры контролируемой среды, изменение частоты измерительного автогенератора должно проходить по экс-поненциальной зависимости (в соответствии с изменением частоты чувствительного элемента):4ф (1 - " )(3)где Г- установившееся значениечастоты измерительногоавтогенератора;ль - постоянная времени чувствительного элемента,При этом температура терморезистора 5, расположенного на внешнейповерхности капсулы, будет отличаться от температуры терморезистора 4,нанесенного на пластину пьезорезонатора. Перепад температур терморезисторов и соответственно разница ихсопротивлений вызывает разбалансэлектрического моста 12, в результа-.е чего на входах усилителя 13 появляется перепад напряжений, при которомна его выходе формируется на"пряжение, пропорциональное величинеперепада температур,Управляющее напряжение, воздействуя на варикап 8, изменяет его емкость, в результате чего изменяется