Многоэлементный термопреобразователь

(51)4 С 0 СУДАРСТБЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ сс ссс .:с ГНВ,.- ФьсСсмБ4 В,с Ъ/Сс сс ЗОБРЕТЕНИ ПИ ЕЛЬСТ НОМУ СВИ АВ ныи ьство СССР02, 1959.тво СССР02, 1980.РМОПРЕОБРА(56) Авторское свидетеНф 122505, кл, С 01 К 7Авторское свидетельВ 16006, кл, С 01 К 7 увеличить отношение сигнал/шум. Многоэлементный термопреобразователь содержит термопарную батарею из расположенных послойно термопар, соединенных последовательно в каждом слое.Слои термопар соединены параллельнона контактных площадках. В термопарной батарее ветви одного типа прово-,димости расположены друг над другом.Между слоями термопар размещеныучастки нагревателя, соединенные последовательно. Сопротивление каждогоучастка нагревателя К определяетсясоотношением К = Кн( -1) где Кн -сопротивление нагревателя; п - количество слоев термопар. 2 ил.Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения величин переменного тока (напряжения, тока,5 мощности) путем компарирования их по действующему значению с эквивалентными им величинами постоянного тока.Цель изобретения - увеличение отношения сигнал/шум. 10На фиг. 1 изображен многоэлементный термопреобразователь, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А (повернутое на 90 ) на фиг. 1.Термопреобразователь содержит ди электрическую подложку 1, на которой размещены нагреватель 2, термопарная батарея из последовательно соединенных термопар с ветвями 3 и 4 разно- именной проводимости, расположенных 20 послойно и изолированных друг от друга диэлектрическими слоями 5, контактные площадки 6 и 7 нагревателя и термопарной батареи соответственно.В термопарной батарее ветви 3 одного типа проводимости расположены друг над другом и ветви 4 другого типа проводимости также расположены друг над другом. Последовательно соединен" ные в одном слое ветви 3 и 4 соедине ны параллельно на контактных площадках 7. Между слоями термопар в диэлектрических слоях 5 размещены участки нагревателя 2, соединенные параллельно на контактных площадках 6, При этом сопротивление отдельного участканагревателя определяется со- отношением К = Кд (п),Д У(1) 40 где К - сопротивление одного участка нагревателя;К - сопротивление нагревателя;и - количество слоев термопар. 45Термопреобразователь работает следующим образом.При прохождении тока через нагреватель 2 в нем вьщеляется джоулево тепло, которое разогревает горячие спаи термопар, образованных ветвями 3 и 4.Вследствие того, что нагреватель2 выполнен в ниде участков, расположенных в слоях 5 диэлектрика между 55 слоями термопар, более эффективно используется выделяемое в нагревателе джоулево тепло. В данном устройстветепловое сопротивление между каждым участком нагревателя 2 и прилегающими к нему слоями термопар незначительно, что способствует увеличениютемпературы разогрева горячих спаевпослойно расположенных термопар, Кроме того, поскольку ни один из участков нагревателя непосредственно неконтактирует с подложкой 1, то снижается ее шунтирующее влияние на тепловой поток, что также способствуетросту температуры горячих спаев.Выполнение участков нагревателяс сопротивлением, определенным соотношением (1), способствует одинаковому выделению джоулева тепла в участках нагревателя и более равномерномуразогреву горячих спаев термопар всехслоев.Вследствие того, что в термопарной батарее послойно расположены другнад другом ветви одного типа проводимости, уменьшается паразитный теплоперенос по диэлектрическим слоям 5,разделяющим слой термопар 1. В предлагаемом устройстве несущественнавозможность короткого замыкания между прилегающими слоями термойар, поскольку друг над другом расположеныветви одного типа проводимости. Этопозволяет выполнять диэлектрическиеслои с минимальной толщиной, что способствует снижению паразитного теплового потока по диэлектрическимслоям.Кроме того, это увеличивает надежность работы устройства,Соединение параллельно на контактных.площадках 7 последовательносоединенных в одном слое термопар,образованных ветвями 3 и 4, уменьшает сопротивление термопарной батареи.Это позволяет уменьшить тепловой шумтермопарной батареи, возникающийвследствие хаотичного движения свободных электронов. При этом увеличение числа слоев еще больше снижаетсопротивление термопарной батареи.В результате выполнения термопарной батареи с расположенными другнад другом ветвями одного типа проводимости и нагревателя из участков,расположенных между слоями термопар,одновременно происходит увеличениечувствительности и уменьшение тепловых шумов и в итоге увеличение отношения сигнал/шум. За счет разноститемператур вдоль термопар создаетсятермоЭДС, являющаяся мерой действующего значения тока,1444 б 23 где К3 25 Ки Фиг.) Многоэлементный термопреобразователь выполнен на подложке из слюды с использованием методов термовакуумного испарения и высокочастотного распыления. Нагреватель термопреобразователя из двух соединенных параллельно участков выполнен из нихрома, термопарная батарея иэ 60 термопар - соединенные параллельно по три слоя соединенных последовательно 20 термо/пар с ветвями сурьма - из висмута,диэлектрический слой между слоями термопар - из политетрафторэтилена.Иэ данных, характеризующих конкретный термопреобразователь - сопротивление нагревателя 120+10 Ом; сопротивление термобатареи 600+50 Ом; чувствительность 4 В 7 Вт - следует, что предлагаемый термопреобразователь при достаточно высокой чувствительности обладает низким выходным сопротивлением.Формула и з о б р е т е н и яМногоэлементный термопреобразователь, содержащий диэлектрическую подложку, нагреватель с контактными площадками и термопарную батарею с контактными площадками из расположенных 5послойно термопар, последовательно соединенныхв каждом слое и изолированных диэлектрическими слоями, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения отношения сигнал/шум, в термопарной батарее ветви одного типа проводимости расположены одна над другой, термопары каждого слоя соединены параллельно на контактных площадках, а нагреватель выполнен из отдельных участков, соединенных по-следовательно и размещенных между слоями термопар, причем сопротивление каждого отдельного участка нагревателя определяется соотношением 20К = К(п),сопротивление отдельного участка нагревателя;сопротивление нагревателя; количество с ев термопар.1444623 Фй В,Агаповавчук ст авитал рректор М.Щароши ехред А.К Редактор А.Ога Подписи аз 6498(4 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 607 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 035, Москва, 3-35, Раушомитета СССРоткрытийая наб д. 4(5