Прецизионный термопреобразователь

Союз Советских Социалистических Республик(51)М, Кл. Д 01 В 19/24 с присоединением заявки Йф -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 08.1279(72) Авторы ИЗОбРЕтЕНИя С.ААндрусяк, В,И, Боднарук, Э,Ю, Готра Специальное конструкторское бюро микроэлектроники и приборостроения(54) ПРЕЦИЭИОНЯЫЙ ТЕРМОПРЕОБРАЭОВАТЕПЬ Изобретение относится к области электроиэмерительной техники и может быть использовано для компарирования по действующемузначению величин переменного тока (тока, напряжения,5 мощности) с эквивалентными им величинами постоянного тока.Известны термоэлектрические преобразователи, содержащие корпус (вакуумированный стеклянный баллон), нагреватель и термопару из сплава хромель-копель, которые применяются для измерения вемичин переменного ,тока методом разновременного компа- рирования 11)15 недостатками ,этих термопреобразователей являются значительная погрешность.(,от неквадратичности преобразо" вания и от влияния изменения температуры окружающей среды и невозможность коррекции вольт-амперной характеристики преобразования термопреобраэоватемя в динамическом диапазоне вход ных сигналов и в расширенном температурном диапазоне эксплуатации,Известен также термопреобразователь, содержащий корпус, нагреватель и термопару, которые закреплены на четырех выводах, проходящих через 2йэоляционные теплопроводящие прокладки н корпус (2).Хотя погрешность от неквадратичности таких устройств снижена, однако их температурная погрешность велика и, кроме того, в них отсутствует кбррекция вольт-амперной характеристики в динамическом диапазоне вход- ных сигналов и температур эксплуатации.Целью настоящего изобретения является повышение точности преобразования термопреобразователя в динамическом диапазоне входных сигналов и температур эксплуатации.Поставленная цель достигается тем что преобразователь, содержащий корпус, нагреватель и термопару, которые закреплены на четырех выводах, проходящих черезизоляционныетепло" проводящие прбкладки в корпусе, снабжен корректором крутизны вольт-амперной характеристики преобразования, состоящим яэ двух теплопроводящих стержней, независимо перемещаемых в корпусе йреобразователя относительно друг друга и горячего спая термопары причем оба стержня, находятся в тепловом контакте между собой и корпусом и изготовлены иэ материалов с. Устройство (см. чертеж) содержитэлектрический нагреватель 1, смонтированный на выводах 2 и 3, термопару,. 5горячий спай 4 которой имеет тепло-вой контакт с нагревателем 1, а холодные концы термопары соединены свыводами ЭДС 5 и б, которые через"электроиэоляционные теплопроводящие 10прокладки;7 имеют тепловой контактс корпусом 8 терйопреобразователя, вверхнюю часть которого вмонтированподвижный корректор 9, имеющий бес"контактную тепловую связЬ с горячимспаем 4 и состоящий из двух независимо перемещаемых относительно горя чего спая 4 теплопроводящих стержней10 и 11, первый из которых обладаетположительным температурйыхм коэффициентом;теплопроводности,а второйотрицательным.Прецизионный преобразователь рабо.тае 1 следующим образом. Измеряемыйпеременный ток 3 прикладываетсявыводам 2 и 3 нагревателя 1, в котором" выделяется,тепло джоуля, в результате чего происходит разогрев горячего спая 4 термопары, что приводит кпоявлению на выводах 5 и. б термоэхдсЕ.пф К 3" (2). Затем подают на теже токовыводы:2 и 3 постоянный ток Дзначение которого регулируют до техпор, пока появившееся на выв.одах 5 и6 значение термоэдс ЕтК д" небудет равно значению ЭДС. Е и = К, 3" .,те ЕтпЕтр 2Тогда действующеезначение переменного тока Л будетравно действующему значению постоянноготока 3 которое определяетсяйзмерением одним иэ известных способов (йапример .потенциометром постоянного тока) .По измеренному значению тока,",дсудят о действующем значении переменного тока Э"45Регулировкой подвижных стержней 10и 11 корректора 9 относительно другдруга и относительйо горячего спая 4термопары добиваются требуемого значения показателя степени и (напримеррегулируют корректор 9 такимобразом,чтобы и=2) в заданном температурномдиапазоне эксплуатации теплопреобразователй и входных сигналов,Преобразователь выполнен следующим образом. Нагреватель 1 изготовлен из манганинового микропроводаф 15-20 мкм в стеклянной из изоляциис малым ТКС, а термопара выполнена сположительным температурным коэффициентом термоэда .В результате этого показатель степени и в формулеЕтп =,К 1х больше 2(и) 2), РеТп Ъ 2112 12гулируя корректор 9 относительно горячего спая термопары, находят такие положения его стержней 10 и 11 относительно друг друга, чтобы и = 2, Стержень 10 корректора 9 выполнен из алюминия, а стержень 11 - из медимеди, а их сечения рассчитаны из соотношения Ях = Я х, где Я, Я- сечения, а х, х- коэффициенты тейлопровод-, ности подвижных стержней 10, 11 корРектора 9..Количество отводимого .корректором 9 тепла (при Т = соиэ 1) будет неизменным в некотором промежуточном положении стержней 10 и 11 корректс ра 9. Это положение определяется из выраженийхт в хтвО.- (х; хт,) - д-(х,х т,),где хи х - температурные коэффициенты теплопроводности подвижныхстержней 10 и 11;Т - температура окружающей среды (корпуса);Ц - тепловая мощность,отводимая корректором 9 с горячегоспая 4 термопары накорпус 8 термопреобразователя6,6 - длина соответственноподвижного стержня10 и 11 относительнокорпуса 8;ьТ,ЪТ - перепады температурына подвижном стержне10 и 11 соответственно.Таким образом, предлагаемый термопреобразователь обладает лучшими метрологическими характеристиками преобразования в динамическом диапазоне входных сигналов и в широком диапазоне рабочих температур по сравнению с известными.Формула изобретенияПрецизионный термопреобразователь, содержащий корпус, нагреватель и термопару,которые закреплены на че-., тырех выводах, проходящих через изоляционные теплопроводящие прокладки в корпусе, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования в динамическом диапазоне входных сигналов и температур эксплуатации, он снабжен корректором крутизны вольт-амперной характеристики преобразования, состоящим иэ двух теплопроводящих стержней, независимо .перемещаемых в корпусе преобразователя относительно друг друга и горячего спая термопа,ры, причем оба стержня Йахбдятся в.702309 оставитель Ф. ЦареградскийехредЛ.Алферова Корректор Е. Лукач едактор Н. Веселки Тираж 1073ПИ Государственного комио делам изобретений и оМосква, Ж, Раушская Заказ 758 Н 3 илиал ППП Патент., г Ужгород, ул. Проектная, 4 тепловом контакте между собой н корпусом и изготовлены из материалов с.противоположными температурнымикоэффициентами теплопроводимости,например, из меди и алвминия.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Червякова В.И. Термоэлектрические приборы, И.-Л., Госэнергоиздат,1963, о. 22-40.2. Рождественская Т.Б. Электрические компараторы для точных измерений 5 тока, напряжения, мощности. И Изд-во стандартов, 1964, с. 97-137. Подписноетета СССРкрытийнаб,; д. 4/5