Термопреобразователь

(51) М, Кл,зС 01 Й 19/2 присоединением заявки Л сударственны комитет СССР 23) Приоритет -43) Опубликовано 07.01.81. Боллетеиь ЛЪ) Дата опубликования оиисани 72) Авторы изобретени) Заявитель новицкий ордена Трудового Красного Знамент государственный ун иверситет4) ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛ нои погрев носходной ЭДС.Целью изобретения является увеличениеточности термопреобразователя путем исключения упомянутых погрешностей,Это достигается тем, что термоирсобразователь, состоящий из нагревателя, выполненного в виде мембраны с токоподводамик его центральной и периметрической ча 10 стям, датчика температуры, расположенного на вспомогательном радиаторе и соединительной колодке, через которые проходятвыводы датчика температуры, и радиатора,выполнен в виде герметизированного ба,илона, образованного нагревателем и радиатором, внутри которого в тепловом фокусе нагревателя расположен датчик температуры, находяп,ийся в тепловом контакте с радиатором, при этом мембрана имеет20 форму полусферы, на внутреннюю поверхность которой нанесен поглощающий слой,а на внутреннюю поверхность радиатора ивнешнюю поверхность мембраны нагревателя - отражающий слой,На чертеже изображен предлагаемыйтермопреобразователь.Термопреобразователь состоит из нагревателя 1 в виде мембраны полусферическойформы, наружняя поверхность которой отзО полирована, а внутренняя поверхность поИзобретение относится к электроизмерительной технике, а именно к термоэлектрическим приборам, и найдет широкое применение в измерительной технике, устройствах автоматики, электроники и радиотехники. Оно предназначено для измерения и контроля больших значений переменных токов произвольной формы по тепловой мощности, выделяемой на активном сокротивлении.Извесгны термопреобразователи, содержащие нагреватель и датчик температуры, находящиеся в непосредственном тепловом контакте, в котором в качестве датчика температуры использован анизотропныйтермоэлемент Ц.Перегрузочная способность и точность таких устройств недостаточны из-за частотых тепловых погрешностей.Известны также термопреобразователи, состоящие из нагревателя, выполненного в виде мембраны с токоподводами к его центральной и периметрическсй частям, датчика температуры, расположенного на вспомогательном радиатоое и соединительной колодке, через которые проходят выводы датчика температуры, и радиатора 123.Такие устройства имеют лучшую перегрузочную способность, однако их точность недостаточна из-за температурной и частоттей и нестабильности вы5 ВО 06 ИО 25 30 35 40 45 50 55 3крыта чернью с большим коэффициентом излучения. Токоподвод 2 прикреплен к полюсу полусферического нагревателя со стороны полированной поверхности, а второй электрический токоподвод осуществляется с периметрической его части, закрепленной к экрану 3. Экран 3 выполнен, например из фарфоровой керамики, и предназначен для защиты поверхности нагревателя 1 от внешних конвективных потоков тепла и крепления токоподводов нагревателя. Датчик 4 температуры выполнен, например из анизотропного термоэлемента продольного типа, своей нижней рабочей гранью приведен в тепловой контакт с теплоотводящим радиатором 5 через вспомогательный радиатор 6. Верхняя рабочая грань 7 термоэлсмента 4 покрыта поглощающей чернью и помещена в тепловой фокус полусферического нагревателя 1. Электрические выводы датчика 4 подведены к выводам 8 соединительной колодки 9, прикрепленной в свою очередь к радиатору 5. Радиатор 6 предназначен для отвода тепла, выделяемого нагревателем 1 и проходящего через датчик температуры 4 в радиатор 5. Для повышения коэффициента термопреобразования и увеличения температурной стабильности термопреобразователя, внутренняя (коническая) поверхность радиатора 5 покрыта, например отражающей пленкой алюминия.Устройство работает следующим образом,Г 1 р и прохожден ии электрического тока через токоподводы преисходит разогрев нагревателя 1, Излучаемое тепло концентрируется в тепловом фокусе полусферического нагревателя, разогревая верхнюю грань датчика 4 до температуры, отличной от температуры нижней грани и определяемой величиной тока, протекающего через нагреватель. Возникающий градиент температуры приводит к появлению термо-ЭДС.Плотность тока, протекающего через нагреватель 1, обратно пропорциональна квадрату радиуса нагревателя, что приводит к выделению основного количества тепла (80%) на площади, охватываемой /, радиуса нагревателя. Благодаря такому распределению тепла и индуктивной передаче его к датчику температуры термопреобразователя отсутствует погрешность, обусловленная тепловыми эффектами Пельтье и Томсона. Применение бесконтактного теплообмена между нагревателем 1 и датчиком 4 приводит к значительному уменьшению емкости нагреватель-датчик,ч 1 о, в свою очередь, резко расширяет границы частотного диапазона предлагаемого термопреобразователя, Так как холодная грань датчика находится в тепловом контакте с радиатором 6, то показания датчика отличаются большой стабильностью.Изменение степени разряжения в объеме, заключенном между нагревателем 1 и датчиком 4 (от комнатной до 10-ф мм/рт. ст.) приводит к значительному изменению зависимости выходного сигнала предлагаемого термопреобразователя от тока цагревателя (и = 2-:-8), а использование в качествс датчика анцзотропцого термоэлемента продольного типа обеспечивает высокие значения чувствительности и коэффициента термопреобразования в широком интервале температуры ( - 40 - ;-+100)С,Применение предлагаемого термопрсобразователя дает возможность расширить частотный диапазоп измеряемых токов больших величин (500 - 800 Л) при меньших погрешностях измерения ц устанавливать требуемый закон термопреобразования. Формула изобретен ия Термопреобразователь, состоящий из нагревателя, выполненного в виде мембраны с токоподводами к его центральной и периметрической частям, датчика температуры, расположенного на вспомогательном радиаторе и соединительной колодке, через которые проходят выводы датчика температуры, и радиатора, о т л и ч а ющи й с я тем, что, с целью увеличения его точности, он выполнен в виде герметизированного баллона, образованного нагревателем и радиатором, внутри которого в тепловом фокусе нагревателя расположен датчик температуры, находящийся в тепловом контакте с радиатором, при этом мембрана нагревателя имеет форму полусферы, на внутреннюю поверхность которой нанесен поглощающий слой, а на внутреннюю поверхность радиатора и внешнюю поверхность мембраны нагревателя - отражающий слой.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Коронюк В. И, и др. Ацизатропные термоэлементы, Физика и техника полупроводников, 1973, т. 7,4, с. 730, рис. 2 а.2, Червякова В, И, Термоэлектрические приборы, ГЭИ, 1963, с. 26.794557 Составитель ф. ЦареградскийТехред А. Камышникова орректор А. Галахова аказ 8 Изд,138ПО Поиск Го к 749 одни ская типография Упрполиграфиздата Мособлисполком Редактор Г. Петро3 63 Ти судартвенчого кзобретений и от Ж, Раушска по делам3035, Моска омигета ССкрытийя наб., д. 4/