Терморезонансный преобразователь
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскик
Соцналнстнчаскиз
Республик
{») 1004896 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 22,04. 81 (21) 3277283/18-21 с присоединением заявки М9—
G 0 3 и 19/02
Государственный коинтет
СССР но делан нзобретеннй н открытий (23) Приоритет—
Опубликовано 1Ы3.83. Бюллетень М 10
1ззтУЖ 621.317. 7 (088. 8 ) Дата опубликования описания 150333 (72) Авторы изобретения
A.Â.Êîñûõ и Б.П.Ионов (54) ТЕРИОРЕЗОНАНСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения величины электрического тока или напряжения.
Известен терморезонансный преобразоЪатель, содержащий автогенератор, пьезокристалл с двумя нанесенными на его противоположные поверхности круговыми электродами возбуждения, снабженных выводами, которые включены в задающую цепь автогенератора, а также две.резистивных пленки из ни хрома, нанесенных по периметру пьезокристалла (1З.
Недостатком данного преобразователя является низкое быстродействие, обусловленное тепловой инерцион-, ностью терморезонансного преобразователя.
Цель изобретения — повьааение быстродействия преобразователя.
Поставленная цель достигается тем, что в терморезонансный преобразователь, содержащий автогенератор, пьезокристалл с резистивной пленкой на его поверхности и двумя электродами возбуждения, расположенными.на его противоположных поверхностях, выводы электродов возбуждения соединены с автогенератором, введены дополнительный электрод, снабженный выводом, и блокировочный конденсатор, при этом один из основных электродов и дополнительный электрод выполнены в виде сегментов, ограниченных параллельными хордами, их выводы и резистивная прямоугольная пленка, соединяющая сегменты, распьложены в диаметральной плоскости, перпендикулярной хордам сегментов, блокировочный конденсатор включен между выводами указанных электродов, а площадь резистивной пленки определяется из соотношения
15 ЗО (—
Бк
Зп где S< — ллощадь пьезокристалла; Эп — площадь резистивной пленки.
На фиг.1 изображен пьезокристалл с нанесенными иа него электродами и резистивной пленкой; на фиг.2 — схема включения терморезонансного ггреобразователя в цепь измеряемого тока.
Терморезонансный преобразователь содержит пьезокристалл 1, на который с одной стороны нанесен круговой основной электрод 2, а на второй — основной электрод 3 и дополнительный электрод 4, соединенные между собой резистивной пленкой 5, основной электрод 3 и дополнительный электрод
1004896
4 снабжены выводами 6 и 7, а основной электрод 2 имеет вывод 8. Выводы 6 и
7 соединены между собой блокировочным конденсатором 9.
Выводы 7 и 8 подключены к задающей цепи автогенератора 10.
Устройство работает следующим образом.
Автогенератор 10 работает на; частоте резонанса пьезокристалла 1. При подключении выводов 6 и 7. к цепи, в 10 которой необходимо произвести измерение, в резистнвной пленке 5 выделяется тепло, пропорциональное квадрату протекающего через нее тока. Ввиду того, что площадь резистивной 15., пленки 5 мала по сравнению с площадью пьезокристалла 1, выделение теп.ла в резистивной пленке 5 приводит к возникновению значительного градиента температуры вдоль поверхности пьезокристалла 1, что в свою очередь вызывает возникновение в нем механических напряжений. Последние приводят к изменению резонансной частоты пьезокристалла 1 и, следовательно, автогенератора 10.
Блокировочный конденсатор 9 служит для того, чтобы повысить активность резонатора путем закорачивания по высокой частоте основного электрода 3 и дополнительного электрода 4.
Пьезокристалл 1 может быть AT или
BT — среза, либо специально подобранного среза с максимальной чувствительностью к локальному нагреву.
На фиг.2 точками показан путь про- З хождения тока возбуждения, а пунктиром — путь прохождения тока нагрева или измеряемого тока, о. величине которого судят по изменению частоты на выходе автогенератора 10. Таким обра-40 зом, повышение быстродействия в предлагаемом устройстве достигается эа счет размещения нагревательного элемента малой площади в центре пьезокристалла, где чувствительность к 4$ градиенту температуры максимальна.
При этом для измерения не требуется установления равномерного температурного поля в объеме пьезокристалла, что значительно снижает тепловую инерционность преобразователя, которая .пропорциональна;массе нагреваемого объема и обратно пропорциональна его теплопроводности. Предлагаеьий терморезонансный преобразователь отличается большой чувствительностью, благодаря тому, что чувствительность кварцевых резонаторов к механическим напряжениям выше; чем к кояебаниям температуры.
Формула изобретения
Э к - площадь пьезокристалла, площадь резистивной пленки ° где
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
Ю 279217, кл. В 06 Ъ 1/06, 1970.
Термореэонансный преобразователь, содержащий автогенератор, пьезокристалл с резистивиой пленкой íà его поверхности и двумя электродами возбуждения, расположенными на его противоположных поверхностях, выводы электродов возбуждения соединены с автогенератором, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в.него введены дополнительный электрод, снабженный выводом, и блокировочный. конденсатор, при этом один из основных. электродов и дополнительный электрод выполнены в виде сегментов, ограниченных параллельными хорда- ми, их выводы и реэистивная прямоугольная пленка, соединяющая сегменты, расположены в диаметральной плоскости, перпендикулярной хордам сегментов, блокировочный конденсатор включен между выводами указанных электродов, а площадь резистивной пленки определяется .з соотношения
30 < —
5к
1004896
Фик2
Составитель С.Шумилишская
Редактор Н. Воловик Техред О. Неце Корректор В. Бутя га
Заказ 1875/56 Тирам 708 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
Филиал ППП "Патент", г.уагород, уя.Проектная, 4
