Способ изготовления термометров сопротивления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУЬЛИН К 7 16 ЫЙ НОМИТЕТЯМ И ОТНЕЦВЩ ГОСУДАРСТВЕНПО ИЗОБРЕТЕПРИ ГКНТ СС ЗОБРЕТЕН ПИС ИтгТОРСНОМУ С 81 ЛЬСТВУ 48 раблестр приборо летия СС .Сударев ительтроиельство СССР7/16, 17. 10. 80.6-41047,9 81 о(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕРМСОПРОТИВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится кстроению и позволяет контроли МЕТР прибо оват(71) Ленинградский коный институт и Луцкийтельный завод им. 60(72) Г.П.Корешев, Б.Ви Л.И.Костюк(56) Авторское свидетВ 991189, кл. Г 01 КЗаявка Японии В 5кл. С 01 К 7/18, 25.0 заполнение оболочки термометров сопротивления порошкообразной засыпкойпо ее тепловому сопротивлению непосредственно в процессе ее уплотнения.Для этого терморезистивный чувствительный элемент изготавливаемого тер"мометра нагревают, пропуская черезнего импульсы тока фиксированнойамплитуды, измеряют падение напряжения на терморезистивном элементе вмомент окончания каждого импульса тка, а процесс уплотнения засьпаи продолжают до тех пор, пока падениенапряжения на терморезистивном элементе не достигнет заданного эталонного значения. Оптимальную длительность импульсов определяют расчетнымпутем по приведенной формуле.1448220 10 20 40 Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при изготовлении термометров сопротивления (ТС), имеющих мелкодисперсную порошкообразную засыпку между терморезистивным чувствительным элементом (ТЧЭ) и оболочкой. Цель изобретения - повьппение качества изготавливаемых термометров за счет контроля теплового сопротивле" ния засыпки непосредственно в процессе ее уплотнения.Способ осуществляется следующим образом.ТЧЭ изготавливаемого ТС помещают в оболочку и припаивают к нему токо- проводящие выводы, Полученную конструкцию помещают в соответствующее гнездо вибростенда, предназначенного для уплотнения порошка, и оболочку заполняют порошкообразной засыпкой. Включают вибростенд и от генератора импульсов через ТЧЭ периодически про" пускают тестовые импульсы тока определенных амплитуды и длительности.В момент окончания каждого тесто". вого импульса измеряют, например им" пульснъм вольтметром, падение напря" жения на ТЧЗ и сравнивают его с эталонным падением напряжения. Если тестовое падение напряжения на ТЧЭ иэготавливаемого ТС окажется больше эта"лонного, то выносят заключение онедостаточной плотности засыпки инеобходимости дальнейшего ее уплотнения. Если тестовое падение напряжения окажется равным эталонному, то делают вывод о соответствии плотности засыпки норме и возможности прекращения процесса ее уплотнения Процесс уплотнения порошкообразной засыпки длится несколько десятков секунд, в то время как процесс тес" тового контроля весьма короток - не 45 более сотых долей секунды. Это позволяет за время уплотнения засыпки неоднократно проводить тестовый контроль изготавливаемого ТС.Амплитуда тестового тока выбирается из следующих соотражений.50Минимальное значение опрецеляется требуемой точностью измерения тестового падения напряжения (последнему соответствует тестовое повьппение температуры ТЧЭ не менее, чем на 10 К).55 Максимальное.значение ограничивается двумя факторами - предельно допустимым значением температуры ТЧЗ и прин" ципиальной необходимостью обеспечения полного рассеяния теплоты в промежутке между двумя последовательными тестовыми импульсами тока.Длительность тестовых импульсов тока расчитывается, исходя из следующих условий ТЧЭ выполнен в виде проволоки малого сечения и. окружен массивом порошкообраэной засыпки; до пропускания очередного тестового.импульса тока температуры ТЧЭ и окружающего его массива засыпки одинаковы0и равны йн 9 вследствие чего обе контактирующие поверхности являются изотермическими по всей их длине;при пропускании тестового импульса тока через ТЧЭ все точки его объема практически мгновенно приобретают, одинаковое приращение температуры.При условии, что контактирующие поверхности двух тел с разными температурами являются изотермическими, справедливо следующее соотношениеР 1 Р Нгде дС - реальный тестовый перегревТЧЭ относительно температуры т,9 под действием тестового импульса тока, К;К - тепловое (термическое) сопротивление массива засыпки в зоне ее контакта с проволочным ТЧЭ, К/Вт; Р - тепловая мощность, передаваемая от нагретого тестовым импульсом ТЧЗ к окружающему его массиву засыпки,Вт;Ь - перегрев поверхностногонсоприкасающегося с ТЧЗ слоязасыпки относительно температуры с 9 обусловленныйутечкой теплоты от нагретого тестовым импульсомТЧЗ, К.Если бы тестовый нагрев ТЧЭ быладиабатическим, т.е, выделившаяся внем теплота не передавалась окружающему его массиву засыпки, то припрямоугольной форме тестового импульса тока в проволоке ТЧЗ выделилзсьбы теплотаЯс 3 1 К( С 9 ) 1 ц шС И )9 (2)где- значение тока тестового импульса, А;С - средняя массовая теплоемкостьматериала проволоки,Дж/(кг 9 К);ш - масса проволоки, кг;1448220 ности засыпки, т.е. от всех факторов, определяющих величину теплового сопротивления К, которое определеяет качество изготавливаемых термометров.Тестовое падение напряжения на изготовляемом ТС пропорционально его Ъ М Оа дС 1-К- = у и -1= --- 1 = -- (6)0 р гр Цр ье К фо огде К=61 /А - относительный тестовый перегрев проволоки ТЧЭ, показывающий,какую часть адиабатического тестового перегрева составляетреальный тестовый пе" 55регрев проволоки ТЧЭ.Оптимальное значение коэффициента К выбирается экспериментально иэ неравенства О К 1 в зависимости от О;К(Сд) - электрическое активное сопротивление проволоки при ееадиабатическом нагреве тестовым импульсом тока от темпео5ратуры С до температурыс,=+и, Ом;отеоретический адиабатическийтестовый перегрев проволоки- длительность импульса тока,с,Однако в реальных условиях ВсФ вследствие чего сразу же с процессом выделения теплоты в объеме проволоки ТЧЭ начинается процесс передачи теп лоты от проволоки к массиву засыпки. Поэтому на нагрев проволоки будет использовано меньшее количество теплоты Яр 0 р =СшМор (З) 20где ар - реальный тестовый перегревпроволоки, К,Теплота, уходящая от проволоки кмассиву засыпки, равна ЬЧ=Од-Цр. Теп"ловая мощность, рассеиваемая в массив 25за время действиятестового импульсатока, равна Р=Ж/Сц.С учетом приведенных соотношенийвыражение (1) принимает следуюший видЯР Яа-Ор о о ЯрСщ Си В= Фр Сщувк =М К ЬС =с - (4)где с( - относительный тестовый перегрев массива засыпки, оптимальное значение которого выбирается экспериментально 35для каждого состава засыпкии удовлетворяет неравенству0 о(1,Из выражения (4) можно получитьрасчетное соотношение для длительнос,ти тестового импульса тока. котоооеимеет следующий вид Сто-- ( -- 1),1 Оа 1-о( Я р (5) 45 Иэ выражений (2) и (3) следуетточности имеющихся средств измерений напряжения,Как следует из определения коэффициентов с( и К, их значения взаимосвязаны (адиабатическому режиму тестового нагрева проволоки ТЧЭ соответствует с(=0 и К=1, при о( - 1 К вО). Для повышения точности контроля целесообразно стремиться получить возможно бОльшие эначениЯ величины а Гр. Соответственно, значение коэффициента К следует выбирать ближе к единице (К 0, 6-0,8), а значение коэффициента с( - ближе к нулю (с( а 0,1- 0,2).С учетом (6) выражение (5) для длительности тестового импульса тока приобретает следующий вид 1 1-К(7)Для ТС современной конструкции оптимальная длительность тестового импульса находится в пределах от 0,006 до 0,012 с. При заданной длительности тестового импульса ац и заданных значениях величин С, ш и о( реальный тестовый перегрев ТЧЭ функционально связан с величиной теплового сопротивления Кь, При увеличении теплового сопротивления возрастает значение коэффициента К, т.е. реальный тестовый перегрев д Ср, что приводит к зависящему от него чвелич. - нию тестового приращения сопротивления ТЧЭ ЬК, Иначе говоря, температура тестового перегрева ТЧЭ и тестовоеприращение его электрического сопротивления К зависят от состава засыпки, теплофизических свойств ее компонентов, их дисперсности, формы зерен компонентов засыпки и объемной плотэлектрическому сопротивлению. Поэтому по величине тестового падения напря" жения можно судить о качестве засыпки изготавливаемого ТС.Эталонное значение тестового падения напряжения на ТЧЭ определяется заранее в результате пропускания тес" тового импульса тока той же амплитуды и той же длительности, что и через изготавливаемый ТС, через эталонный ТС, отвечающий всем требованиям нор1448220 морезистивном элементе не достигнет " заданного эталонного значения, причем оптимальную длительность Сц импульсов тока предварительно определяют иэ соотноаения гдешиСФормула изобретения К - коэффициент, определяющийперегрев терморезистивного элемента отноеительно начальной температуры и выбираемый опытным путем в пределах 0,6 - 0,8,Заказ 6838/47 Тираж 607 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,мативно-технической документации.При этом температура эталонного ТС должна быть равна той температуре, при которой осуществляется уплотнение засып ки изготавливаемого ТС. Эталонный ТС5 должен иметь ту же конструкцию, что и изготавливаемый ТС, и тот же состав засыпки. Способ изготовления .термометров сопротивления, заключающийся в размещении в оболочке термареэистивного 15 чувствительного:элемента и цринайке к нему токопроводящих выводов, заполнении оболочки пороакообраэной засыпкой и ее уплотнении, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повыще ф ния качества изготавливаемых термометров за счет контроля теплового сопротивления засыпки непосредственно в процессе ее уплотнения, термореэистивный чувствительный элемент нагревают, пропуская через него импульсы тока фиксированной амплитуды, измеряют падение напряжения на терморезистивном элементе в момент окончания каждого импульса тока, а процесс уплотнения засыпки продолжают до тех пор, пока падение напряжения на тер 1-КЯ э жаен еФь (1-оО Кфсоответственно масса и средняя массовая теплоемкость материала терморезистивного элемента;заданное значение теплового сопротивления масси" ва засыпки в зоне ее контакта с поверхностью терморезистивного элемента; коэффициент, определяющий перегрев массива засыпки относительно перегрева терморезистивного элемента и выбираемый опытным путем для каждого состава засыпки в пределах О, 1- 0,2;