Датчик температуры

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сефз СфеетскияСфцвцнктнческихРаснублнк и 1970131(23) ПриоритетОпубликовано 301082, Бюллетень Мо 40Дата опубликования описания 30.10,82 1 М. Кл. С 01 К 7/00 Государстееииый коинтет СССР по аелаи иэобретеиий и открытий(72) Авторы изобретения А.Г,Роках, В.А.Кузнецов, З.И.Кирьяшкинаи Е.Е.Старчаева Научно-исследонательскна институт мекааики "и-риаааисрн Саратовском ордена трудового Красного Зааиендчгосударственном университете нм. Н.Г.ЧернншевсКОМ 364 т(54 ) ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть, использовано в системе контроля и устройствах автоматического измерения температуры.Известен датчик температуры с критической температурой фазового перехода металл-полупроводник ( ФПМП) марки СТ 8 и СТ 9 на основе окислов ванадия, которые резко меняют свое сопротивление при этой температуре. Отрицательный температурный коэффициент сопро"ивления (ТХС) для СТ 9 превосходит более чем в 30 раз ТКС обычных,терморезисторов. Это повышает чувствительность датчика особенно в области ФПМП. Наличие особой точки на кривой температурной зависи-: мости сопротивления позволяет использовать такой датчик в системе измерения и регулирования, температуры, что повышает его функциональные возможности по сравнению с обычными терморезисторами 11 .Однако иэменятврабочую точку 25 измеряемой или регулируемой температуры у известного датчика трудно беэ предварительной грекщей перестройки с использованием дополнительного источника питания в цепи ЗО датчика. Греющая перестройка создает тепловой фон, который ухудшает точность измерения и оказывает разрушающее действие на исследуемые или контропируемые объекты.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является датчик температуры на основе окислов ванадия и теллура, представляющий собой стеклообразный материал, со-. держащий ТеОку и ЦзО в качестве активных компонентов при атомном содержащии Те 1 1 = (75:25) - (45:55) снабженный двумя омическими электродами, которые наносятся на лицевую и тыловую поверхность укаэанного материала. Толщина стеклообразного материала между омическими электродами составляет порядка 50 мкм. Датчик прост и дает возможность проводить кои роль температуры на разных площадях и в разных объемах Г 2,Однако этот датчик температуры не позволяет непрерывно измерять температуру в заданном диапазоне и осуществлять негреющую оптическую перестройку, а также вести контроль за изменением температуры.Цель изобретения - повышение точности измерения температуры малога 970131При освещении датчика негреющимсветом (энергия светового излученияне должна оказывать существенноговлияния на тепловой режим и быть10" Вт) с длиной волны, лежащей винтервале 500-900 нм, излучениепроникает вглубь датчика и попадаетна контакт фотопроводник-материал стемпературным ФПМП. Свет генерируетэлектронно-дырочные пары, разделякщиеся на контакте, Возникает фото-ЭДС, коТорая уменьшается с ростом температуры. При определенной температурепроисходит ФПМП, подтверждением чемумогут служить изменение характера.температурной зависимости сопротив 45 55 баритных объектов путем исключения их перегрева.Укаэанная цель достигается тем, что в датчике температуры, выполненном в виде пленки из полупроводникового материала с температурным 5 фазовым переходом с двумя электродами, размещенной на диэлектрической подложке, между пленкой из полупро.водникового материала с температур:ным фазовым переходом и одним из 10 электродов расположен слой из фотопроводящего материала, причем подложка и прилегающий к слою из фотопроводящего материала электрод выполнены оптически прозрачными, 5На фиг. 1 приведен датчик темпе" ратуры, общий виду на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 у на фиг. 3 - кривые температурных зависимостей фото- ЭДС, снятые при освещении светом с разньии длинами, волн.Датчик температуры состоит из диэлектрической пластины 1, прозрачной в видимой области спектра и не менякщей своих свойств под действием температуры. На диэлектрическую пластину нанесены тонкий слой 2 прозрачного в видимой области материала , обеспечивающий омический контакт с фотопроводником, а затем слой 3 фотопроводника, не меняющий своих оптических свойств в интервале температур, где происходит ФПМП. На слой 3 нанесен слой 4, испытывающий температурный фазовый переход металл- полупроводник, и последним - внешний З 5 омический контактный слой 5, который может быть выполнен, например, в виде сетки.Датчик работает следующим образом. ления датчика и визуальное изменение цвета термохромного слоя, При ФПМП происходит смена знака фото-ЭДС, которая может быть объяснена изменением характера контакта фотопроводник-материал с температурньм ФПМП с запорного на антизапорный.С помощью датчика можно определить любую температуру, лежащую в интервале от 20 до 70 ОС. Перестройку диапазона измерения осуществляют негреющим оптическим способом, что увеличивает точность измерения за счет исключения помех, создаваемых греющей перестройкой.Технико-экономические преимущества предлагаемого датчика температуры по сравнению с известным состоят в обеспечении возможности непрерывного измерения температуры малогабаритных объектов в пределах выбранного диапазона, негреющей оптической перестройки диапазона измеряемых температур, увеличивающей срок эксплуатации исследуемых, сред, а также более точного измерения температуры. Формула изобретения1, Датчик температуры, выполненный в виде пленки из полупроводникового материала с температурнымфазовьм переходом с двумя электродами, размещенной на диэлектрическойподложке, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точностиизмерения температуры малогабаритныхобъектов путем исключения их перегрева, между пленкой из полупроводникового материала с температурным фазовым переходом и одним из электродов,расположен слой из фотопроводящегоматериала.2. Датчик по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что подложка и прилегающий к, слою из фотопроводящегоматериала электрод выполнены оптически прозрачными.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Бугаев А.А., Захарченя Б.П.,Чудновский Ф.А. Фазовый переход металл-полупроводник и его применение,Л., "Наука", 1979, с. 160.2. Заявка Японии 9 48-40394,кл. Н 01 С 7/00, опублик. 1973970131Составитель Голубев Редактор А. Огар Техред З.Палий Корректор Г. Огар каз 8372/4Тираж 887 Подписное НИИПИ Государственного комитета СССпо делам иэобретеиий и. открытий35, Иосква, Ж, Раушская наб., д.лиал ППП "Патент", .г. Ужгород, ул. Проектная, 4