Поверхностный термопреобразователь

(23) Приоритет 1 Ъеудерстеенный квинтет СССР не делам нзебретенне н открытейДата опубликования описания 01.06.82 В, Т. Стадник, В. А. Карчков и Е. И, фанаеев:"(54) ПОВЕРХНОСТНЫЙ ТЕРМОПРЕСБРАЗСВАТЕЛЬ Изобретение относится к области термометрии и может найти применение в системах автоматического контроля и регулирования температуры поверхности твердых тел, пристенных слоев жидких и газообразных сред.. Известны термопреобразователи, содержащие дополнительные нагреватели, подключенные к источнику питания и системе управления 1 1.Недостатками этих устройств является сложность конструкции и низкая надеж ность, обусловленные наличием дополнительных нагревателей. Известен термопреобразователь, со-держащий последовательно включенные терморезистор и термопару ( 2)К недостаткам термопреобразователя относятся ограниченность применения, большая статическая и динамическая погрешность, низкая надежность.Цель изобретения - повышение точности, быстродействия и упрощениекон 2струкции поверхностного термопреобразователя.Указанная цель достигается тем, чтотермопара выполнена дифференциальной, аобщий электрод ее выполнен в видетерморезистора.Причем, параметры дифференциальнойтермоцары и терморезистора связаны.соотношением: сФо.с -ф 1 О где 3 - измерительный ток термопреобразователя;Э - чувствительность термопарьцРо - начальное сопротивление терморезистора;с(, - температурный коэффициент сопротивления материала терморезистора.На чертеже изображены: 4 - конструкция поверхностного термопреобразователя;б - распределение температур и тепловойсистеме объект,койтроля-термопреобразователь-окружающая среда", ст - электрическая схема термопреобразователя (в).39322Поверхностный термопреобраэователь состоит из теплоиэоляцнонного корпуса 1, тепловоспринимающей пластины 2, которая , соприкасается с контролируемым объек том 3, основного термочувствительного . элемента-терморезистора 4 и дифференциальной термопары, "горячие спаи которой образованы в местах соединения токопсаводов 5 с терморезистором точки . (А нБ) 10яа графике иллюстрирующем распре деление температур, приняты следующие обозначения: 1 - температура контролиру-, емого объекта;- температура внешней среды, окружающей термопреобраэо-. д ватель; Ь 6- перепад температур иа термореэисторе; 6 р- средняя температура термореэистора, Ь 1 - погрешность поверхностного терморезистора,На электрической схеме,терморезистор е с сопротивлением К является чувствительным элементом термопреобразователя и включен в общий термселектрод дифференциальной термопары с горячими" спаями А и Б. По цепи протекает ток ЭИПоверхностный термопреобразователь работает. следующим образом.При протекании тока Э через терморезистор на последнем надает напряжение, равное ЭВ. Одновременно в электричес- Зй кой цепи действуют две встречные термо- ЭДС Е д и Е развиваемые термопарами А и Б. Таким образом, общее напряжение цепи представляется следующим соотношением:0=3 й+ Е- Е, илио й,е Ш,Рви,. Так как 1 р=-М й И =1 а,ТОЦи 3 Й 4 ФСИ-Уй ДВФИЬФ Чтобы результат измерения температуры поверхности не искажался погрешностью дт., выполняем условие"МосМ = И т,е. ток, проходящий по цепи, равен15га - . О50 При такой величине тока результат измерения температуры точно соответствует ее действительному значению с 81 4Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет повысить точность измерения температуры поверхности объекта в статическом и дйнамическом режимах, быстродействие, и упростить контрукцию термопреобразователя.Принцип действия и эффективность данного термопреобраэователя. эксперимен :тально проверены в области температур 20-100 оС иа макетном образце, термореэистор которого был ввпюлнен из монокристаллического германия р-типа, а дифференциальная термопара образована припаянными к нему,токоподводами. Проведенные испытания показали возможность компенсации в широких пределах. погрешности, обусловленной теплоотводом, путем выбора соответствующего значения измерительного тока.формула изобретенияПоверхностный термопреобразователь, содержащий последовательно включенные терморезистор и термопару, о т.л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, быстродействия и упрощения конструкции, термопара выполнена дифференциальной; а общий электрод ее выполнен в виде терморезистора, причем параметры дифференциальной термопары и терморезистора связань 1 соотноше,нием3=9 бй, А) ",где Эизмерительный кок термопреобраэователя;чувствительность термопарьц начальное сопротивление терморезистора;температурный коэффициент сопротивления материала терморезистора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Ярышев Н. А. Теоретические основыизмерения нестационарных температур.Л., "Энергия, 1967, с. 239-241.2. Авторское свидетельство СССРЖ 284359, кл. Я 01 К 7/16, 1968,932281 изнернтелануему Составитель В. БаздыревРедактор Ю. Середа . Техред Л, Пекарь Корректор А. Дзятк Подписноекомитета СССРннй и открытийРаушская наб., д. 4/ лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная 4 аз 3762/58 Тираж 883 ВНИИПИ Государственн по делам изобрете 113035, Москва, Ж