Датчик температуры

)вй м Комитет Российской Федерации по патентам и тонарит тм знакам АБИЕ ИЗОБ(76) Крылов Вячеслав Михайлович(57) Изобретение относится к области термометриии предназначено для измерения температуры тел,масса которых значительно меньше массы датчика.Сущность изобретения: датчик температуры, вкпю -чающий основной релаксационный преобразователь, размещен в теплоизолирующем корпусе иснабжен дополнительным РП, коммутатором тока,безындуктивным нагревателем, диодом, интегри -рующим и времязадающим конденсаторами, резис -торами и источником питания. Один из выводовкоммутатора тока, интегрирующего и времязадаю -щего конденсаторов, выходы основного и дополнии) ЕС (11) 2002217 С 1 51) 5 ОО тельного РП через резисторы подключены к одному из выводов источника питания, а выход основного РП связан с входом коммутатора. Второй вывод времязадающего конденсатора и один из выводов соответствующего резистора соединены между собой и с общими точками основного и дополнительного РП. Второй вывод соответствующего резистора и второй вывод интегрирующего конденсатора соединены между собой и через диод связаны с вторым выводом коммутатора и одним из выводов нагревателя, второй вывод которого подключен к второму, выводу источника питания. Нагреватель выполнен в виде проводника в бифилярно-шаговом исполнении, при этом шаг намотки определен из соотношения, приведенного в списании.2 з.п. ф - лы,3 ил.Второй вывод времязэдающего конденсатора и один из выводов соответствующегорезистора соединены между собой и с общими точками основного и дополнительного РП. второй вывод соответствующего резистора и второй вывод интегрирующего конденсатора соединены между собой и через диод связаны с вторым выводом коммутатора и одним из выводов нагревателя, второй вывод которого подключен к второму выводу источника питания. Нагреватель выполнен в виде проводника в бифилярно 50 Изобретение относится к области термометрии и предназначено для измерениятемпературы тел, масса которых значительно меньше массы датчика,Известно устройство для измерения 5температуры на основе релаксационноготермочувствительного преобразователя сдвумя транзисторами противоположнойпроводимости 1,Недостатком этого устройства является 10то, что линия связи с датчиком температурыимеют конечную массу и габариты, определяющие минимум инерционности и влияющие на динамическую погрешностьустройства, 15Наиболее близким к предложенному устройству является датчик температуры,включающий релаксационный термочувствительный преобразователь с двумя трэнзисторами и резистивной нагрузкой 2 20Недостатком этого устройства является,то, что наличие делителя напряжения изтрех резисторов и двух термочувствительных транзисторов усложняет возможностьполучения идентичных характеристик двухрелаксационных преобразователей,Целью изобретения является снижение1тепловой инерции и динамической погрешности путем форсированного нагрева илиохлаждения датчика до уровня измеряемой. З 0температуры.Поставленная цель достигается тем, чтодатчик температуры,. включающий основной релаксационный преобразователь (РП),имеющий общую точку и выход, размещен в З 5теплоизолирующем корпусе и снабжен дополнительным РП, коммутаторам тока, безындуктивным нагревателем, диодом,интегрирующим и времяэадающим конденсаторами. резисторами и источником питания, Одни из выводов коммутатора тока,интегрирующего и времязадающего конденсаторов, выходы основного и дополнительного РП через резисторы подключены кодному из выводов источника питания, а 45выход основного РП связан с входом коммутатора. шаговом исполнении, при этом шаг намотки.определен из соотношения0,0001- 0,1,1)где и - шаг намотки проводника;- длина витка.Эффективность датчика достигается за счет того, что диоды, времязадающий и интегрирующий конденсаторы, коммутатор тока и нагреватель в их соединении исключают саморазогрев релаксационных преобразователей и увеличивают их быстродействие, Это происходит за счет импульсного режима релаксационных преобразователей, значительных номиналов соответствующего резистора, согласованного включения входной цепи коммутатора, выхода основного релаксационного преобразователя и резисторов, подключенных к выходам релаксационных преобразователей, в свою очередь предназначенных для ограничения тока разряда времязадающего конденсатора.Нагреватель в бифилярно-шаговом исполнении позволяет получить сильно развитую поверхность нагревателя с высокими удельными характеристиками и малым временем разогрева.Такая поверхность позволяет увеличить частоту питающего напряжения за счет уменьшения энергии одной полуволны питающего напряжения и увеличения скорости его нарастания.Малое межвитковое напряжение снижает требование к сопротивлению изоляции и ее толщине, уменьшая таким образом тепловую инерцию нагревателя,При соотношении -0,1 исчезает бийфилярность намотки и не происходит взаимной компенсации электромагнитных полей проводников в витках проводника,йПри -0,0001 витки практически вырождаются в один бифилярный провод и напряжение питания прикладывается полностью к изоляции проводника, что при высокочастотном питании может привести к ее электрическому пробою и увеличению параэитной емкости бифилярного проводника.Это позволяет уменьшить время установления теплового режима релаксационных преобразователей, что снижает инерционность датчика. Размещение же датчика в кожухе позволяет уменьшить влияние температуры окружающей среды и ее изменения во времени, что, в свою очередь,2002217 уменьшает инерционность датчика и снижает динамическую погрешность.Сущность изобретения пояснена чертежами, где на фиг. 1 изображена структурно- электрическая схема датчика температуры; 5 на фиг, 2 приведена схема намотки безындуктивного нагревателя; на фиг, 3 -схема установки датчика температуры на диагностируемый объект.Датчик состоит из источника питания 1, 10 безындуктивного нагревателя.2, коммутатора тока 3, основного релаксационного пре.- образователя РП 1, дополнительного релаксационного преобразователя РП 11, диода 4, интегрирующего конденсатора 5, 15 соответствующего конденсатора б, резисторов 7 и 8, времязадающего конденсатора 9, являющихся схемой управления коммутатора тока 3. С целью уменьшения влияния окружающей среды датчик размещен в теп лоизолирующеМ кожухе 10.Принцип работы датчика температуры состоит в следующем.Напряжение с источника питания 1 переменного тока подается на последователь но включенные нагреватель 2 и коммутатор тока 3 и через диод 4 на конденсатор 5, а Формула изобретения 30 1. ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащий основной релаксационный преобразователь с общей точкой, подсоединенный к источнику питания, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным релаксационным преобразователем с общей точкой, коммутатором тока, безындуктивным нагревателем, диодом, интегрирующим, и времяэадающим конденсаторами и пер вым, вторым и третьим резисторами, при этом первые выводы коммутатора тока, интегрирующего и времязадающего конденсаторов и выходы основного и дополнительного релаксационных преоб разователей через первый и второй резисторысоответственно подключены к первому выводу источника питания, выход основного релаксационного преобразова-. теля связан с входом коммутатора тока, 50 второй вывод времязадающего конденсатора и первый вывод третьего резистора через резистор б на общей точки релаксационных преобразователей РП 1, и РПи конденсатор 9, при этом РПи РП настроены так, что при равной температуре управляющий импульс на выходе РП отсутствует. При внесении РПв контролируемую зону он начинает нагреваться и его напряжение срабатывания становится меньше, чему РП 11, и управляющий импульс появляется на выходе РП 1, включая таким образом коммутатор 3 и через него нагреватель 2. Температура на РП также повышается и становится равной измеряемой, управляющий импульс исчезает, выключая тем самым коммутатор тока 3 и нагреватель 2. Первое же включение нагревателя 2 или появление импульса на выходе РПсвидетельствует о достижении им температуры измеряемого уровня. РП и РП 11 находятся в едином объеме нагревателя 2, при этом РП 1 непосредственно в контролируемой зоне, а РПвне ее,(56) 1. Авторское свидетельство СССРМ 1264009, кл, 6 01 К 7/00, 1980.2, Авторское свидетельство СССРМ 987411, кл. 6 01 К 7(00, 1981. соединены между собой через общие точки основного и дополнительного релаксационных преобразователей, второй вывод третьего резистора и второй вывод интегрирующего конденсатора соединены между собой, а через диод связаны с вторым выводом коммутатора тока и первым выво-. дом нагревателя, второй вывод которого подключен к второму выводу источника питания,2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что он снабжен теплоизолирующим кожухом, открытым с одной стороны, где размещен основной релаксационный преобразователь,. а дополнительный релаксационный преобразователь введен внутрь кожуха,3. Датчик по п.1, отличающийся тем, что в нем нагреватель выполнен в виде проводника с бифилярно-шаговой намоткой, шаг которой Ь меньше или равен 0,1 1, и больше или равен 0,00011, где- длина витка.,Герек Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж-Э 5, Раушская наб., 475 аказ 31 оиз твенно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10