Устройство для измерения температуры

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее терморезистор , включенный в мостовую схему переменного тока, диагональ которого подключена к высокочастотному генератору, и регистрирующий прибор , отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений при нагреве терморезистора импульсным электрюнным пучком, в него введен дифференциальный усилитель , вход которого подключен к терморезистору, а выход - к регистрирующему прибору, причем терморезистор включен последовательно с сопротивлениями соседних плеч мостовой схемы. со о а: сг

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИК

3Ш G 01 K 7/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОТ КТЕНИЙ И СЛНРЪП Ий (21) 3261789/18-10 (22) 13.03.81 (46) 23.07.83. Бюл. 9 27 (72) A.10. Балаев, В.П. Степанчук и В.A. Хмара (71) Научно-исследовательский институт механики и физики при Саратовском ордена Трудового Красного

Знамени государственном университете им. Н.Г. Чернышевского (53) 536.531(088.8) (56) 1. Жучков A.A. и др. Сб. Теплообмен в электронных приборах, вып. 3, СГу, 1974; с. 28-36.

2. Патент США Р 3100996, кл. 73-362, опублик. 1963 (прототип).

„„SU„„1030664 A (54 ) (57 ) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее термореэистор, включенный в мостовую схему переменного тока, диагональ которого подключена к высокочастотному генератору, и регистрирующий прибор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений при нагреве терморезистора импульсным электронным пучком, в него введен дифференциальный усилитель, вход которого подключен к терморезистору, а выход - к регистри. рующему прибору, причем терморезистор включен последовательно с сопротивлениями соседних плеч мостовой схемы.

1030664

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из инжектора 1 электронов, испытуемого образца 2 терморезистора, расположенных в вакуумной камере 3. Испытуемый образец подключен к мостовой схеме переменного тока в точках g и о, содержащей постоянные резисторы

R<- R4,и переменный резистор R. К точкам б и Z. подключен генератор

4, а к точкам 0 — д — дифференци.альный усилитель 5, нагрузкой которого является регистрирующий прибор 6.

Схема работает следующим образом.

При выключенном генераторе 4 и работающем инжекторе 1 электронов балансируют схему с помощью переменного резистора, выставляя показания регистрирующего прибора б на

Изобретение относится,к технике теплофизических измерений и может найти применение при измерениях температуры элементов электронных приборов, находящихся под воздействием электронного пучка.

Известны устройства для измерения температуры элементов электронных приборов на основе пирометрических датчиков температуры 1 .

Недостатками этих устройств являются ограниченный диапазон измеряемых температур и невысокая точность

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения температуры, содержащее термореэистор, включенный в мостовую схему переменного тока, подключенную к высокочастотному генератору, и регистрирующий прибор 21.

Недостатком известного устройства является плохая помехозащищенность схемы при нагреве терморезистора импульсным электронным пучком, что приводит к снижению тсч,ности измерений.

Целью изобретения является повышение точности измерений прн нагреве термореэистора импульсным электронным пучком.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения температуры, содержащее термореэистор, включенный в мостовую схе му переменного тока, диагональ которого подключена к высокочастотному генератору, и регистрирующий прибор, введен дифференциальный усилитель, вход которого подключен к терморезистору а выход — к регистрирующему прйбору, причем термореэистор включен последовательно с сопротивлениями соседних плеч мостовой схемы.

40 ноль. Включают генератор 4 и определяют по прибору 6 показания, пропорциональные амплитуде импульсной температуры.

Частота генератора выбирается

Ет —, гне g — аргумент .. й/2ееат

-Х функции ошибок Q (9 )=2 p ге м о чение которой определяет необходимую точность измерения температуры,,Цо — магнитная проницаемость материала образца, 0 — температуропроводность материала образца, (3 - удельная электрическая проводимость материала образца, C — длительность импульса электронного пучка.

Измерение температуры поверхности образца основано на измерении падения напряжения на его поверхностном сопротивлении, изменение которого пропорционально изменению температуры поверхности. Регистрирующий прибор градуируется по температуре в статическом режиме с помощью термопары.

Распределение температуры по глубине образца пропорционально функции ф"(g)=3- ф(g) . Относительное изменение температуры с глубиной определяется соотношением ЬТ Тп=ф(ф где Тр — температура и г, верхности. Частота генератора выбирается из соображений, чтобы толщина скин-слоя материала образца Д на этой частоте не превосходила расстояния х от поверхности до

-илоскостиу температура которой меньше поверхностной на величину, определяемую несбходимой точностью измерения температуры, т.е.

4 Х é, .< — =О

Для определения распределения температуры по глубине образца необходимо проводить измерения при нескольких значениях частоты генератора, например, последовательно уменьшающихся. В результате получаются значения температуры, усредненные по толщине скин-слоя, значения которой(соответственно частоте генератора) последовательно увеличиваются. Графическая или математическая обработка полученного таким образом значения температуры воспроизводит распределение температуры по глубине образца. Значения частоты генератора выбираются иэ условия, чтобы толщина скин-слоя изменялась соответственно с расстоянием, на котором определяется распределение температуры. Если определяется распределение температуры по всей глубине проникновения тепла за длительность

1030б 64

Составитель Ю. Андрианов

Редактор Л. Гратилло Техред М.Тепер

Ильин

Заказ 5193/42 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 импульса, то частота генератора изменяется в пределах 0-4 qP+ (с троб ск XAGGQ

Применение предлагаемого устрой ства приводит к повышению точности и временного разрешения измерений. обеспечивает возможность намерения распредЕления температурй по глубине образца, позволяет корректно сравнить экспериментальные результаты с теоретическими, упростить автоматизацию измерений в процессе испытания и создания новых материалов и элементов электронных приборов.