Термопреобразователь сопротивления

 

1. ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ, содержащий помещенный в корпус чувствительный элемент из сверхпроводящего пластичного металла , размещенный на цилиндрическом основании .электрические выводы, соединенные с контактами чувствительного элемента, отличающийс я тем, что, с целью погышения .механической прочности и улучшения метрологических характеристик, на торцах основания выполнены спиральные пазы, покрытые изоляцией, а чувствительный элемент выполнен в виде обмотки, заполняквцей пазы основания , при этом основание выполнено из материала чувствительногоэлемента и закреплено в разрезном кольце, на внешней поверхности которого размещены электрические выводы, один из которых выполнен в виде катушки индуктивност,и, намотанной на кольцо. 2 о Термопреобразователь по п. 1, i отличающийся тем, что основание выполнено из двух слоев (П различного сверхпроводящего металла, причем на каждом торце основания расположена часть чувствительного элемента, выполненная из материала этого основания.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН ц511 G 01 К 7/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВЩ ЕТЕЛЬСТВУ

13 f9,20

f71

81 22

Фо®.7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3435264/18-10 .(22 ) 04. 05, 82 (46) 30.12.83. Вюл. Р 48 (72) С. П. Логвиненко (71) Физико-технический институт низких температур АН УССР (53) 536.531(088.8) (56) 1. White G. К., Woods S. B.

Indium Resistance Thermometer: 4 to

300K.- "Rev.Sci. Instr.", 1957, 28, 9 8, с. 638.

2. Kos 7. F. Drolet М., Kamar»

cke J. 2. High-Precision Indium Re=

sistancee Thermometers. Canad.-J. of

Phys., 1967, 45, с. 2787 (прототип). (54 ) (57) 1. ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

СОПРОТИВЛЕНИЯ, содержащи и помеще нный в корпус чувствительный элемент из сверхпроводящего пластичного металла, размещенный на цилиндрическом основании,. электрические выводы, соединенные с контактами чувствитель,.SU„„1064160 A ного, элемента, о т л и ч а ю щ и й-. с я тем, что, с целью повышения ,механической прочности и улучшения метрологических характеристик, на торцах основания выполнены спиральные пазы, покрытые изоляцией, а чувствительный элемент выполнен в виде обмотки, заполняющей пазы основания, при этом основание выполнено из материала. чувствительного элемента и закреплено в разрезном кольце, на внешней поверхности которого размещены электрические выводы, один из которых выполнен в виде катушки индуктивности, намотанной на кольцо.

2. Термопреобразователь по п. 1, отличающийся тем, что 8 основание выполнено из двух слоев различного сверхпроводящего металла, причем на каждом торце основания расположена часть чувствительного элемента, выполненная из материала этого основания.

10б41б0

Изобретение относится к термометрии, точнее термопреобразователям сопротивления для измерения низких температур.

Известен термопреобразбватель сопротивления, содержащий стеклянную 5 капсулу, внутри которой размещен чувствительный элемент, выполненный из индиевой проволоки, бифилярно. намотанной на слюдяной крест $1 3.

Недостатком такого термопреобра- )p зователя является его низкая надежность, обусловленная высокой пластичностью, малой механической пррчностью, низкой температурой плавления и высокой окисляемостью индия.

Наиболее близким rfo технической сущности к предлагаемому является термопреобразователь сопротивления, содержащий помещенный в корпус чув1 ствительный элемент из сверхпроводящего пластичного металла, разме щенный на цилиндрическом основании, и электрические выводы, соединенные с контактами чувствительного элемента. В этом термопреобразователе

25 чувствительный элемент состоит из четырех слоев намотки, выполненной из индиевой проволоки, размещенной внутри фторопластовой трубки, намотанной на медном основании, причем каждый слой намотки отделен от других медной трубкой t.2 .

Недостатками термопреобразователя являются малая надежность в работе, обусловленная малой механической прочностью, а также низкая стабильность характеристики и большая инерционность, 40

45 проводящего пластичного металла, раз50

60 тепловой контакт корпуса с кольцом ,и основанием. Электрические выводы

65 7-10 присоединены к внешним электЦель изобретения — повышение механической прочности и улучшение метрологических характеристик термопреобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в термопреобраэователе сопротивления, содержащем помещенный в корпус чувствительный элемент из сверх.мещенный на цилиндрическом основании, электрические выводы, соединенные с контактами чувствительного элемента, на торцах основания выполиены спиральные пазы, покрытые изоляцией, а чувствительный элемент выполнен в виде обмотки, заполняющей пазы основания, при этом основание выполнено из материала чувствительного элемента и закреплено в разрезном кольце,-на внешней поверхности которого размещены электрические выводы, один из которых выполнен в виде катушки индуктивности, намотанной на кольцо.

Основание выполнено из двух слоев различного сверхпроводящего металла, причем на каждом торце основания расположена часть чувствительного элемента, выполненная из материала . этого основания.

На фиг. 1 представлен термопреобразователь, общий вид, на фиг. 2 электрическая схема термопреобразователя.

Чувствительный элемент термопреобразователя выполнен в виде спиральных обмоток 1 и 2 сопротивлением

R1 и R2 соответственно из сверхпроводящего пластичного металла, например индия или свинца залитого в спиралеобразные пазы на поверхностях основания 3 в форме диска, выполненного из того же металла. Глубина и ширина паза, а также число витков спирали определяются требуемыми характеристиками термопреобразователя.

Спирали соединены последовательно перемычкой 4. Это соединение может быть выполнено закорачиванием концов спиралей на основание. Спирали чувствительного элемента изоли1 рованы от основания и защищены от воздействия атмосферы изоляцией 5, представляющей собой тонкий слой диэлектрика, например пленки октометила или гексометилдисалозана, нанесенной,-например, методом катодного напыления.

Основание закреплено в фиксирующем кольце б. Для демпфирования температурных напряжений кольцо выполнено с разрезом. Электрические выводы 7-10 выполнены из тонких проводников в эмалевой изоляции, намотанных и приклеенных на внешнюю поверхность кольца, что позволяет получить надежный тепловой контакт выводов с кольцом и замкнуть тепловой поток от внешних электрических выводов на кольцо и далее на корпус термопреобразователя.

Один из выводов 7 выполнен в виде катушки индуктивности, сердечни ком которой является основание 3 в кольце б и индуктивность которой. является сильной функцией температуры в области температуры сверхпроводящего перехода основания и чувствительного элемента. Электрйческие выводы защищены слоем изоляции 11 из пленочного фторопласта.

Кольцо установлено в корпусе 12, выполненном из двух частей чашеобраз- ; ной формы, соединенных между собой эпоксидным компаундом.

Крепление термопреобразователя к объекту, температура которого подлежит измерению, может осуществляться прижимным винтом, проходящим через осевое отверстие корпуса. Кольцо фиксируется в корпусе прокладками 13 и 14, осуществляющими также надежный

1064160

Составитель: В. Куликов

Редактор С. Пекарь Техред С.Мигунова Корректор Г: Огар

Заказ 10511/44 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

1 рическим выводам 15-18, вклеенным в корпус эпоксидным компаундом, по средством которых термопреобразователь включается на вход измерителя сойротивления и индуктивности. На концах спиралей выполнены токовые 5 и потенциальные контакты 19-22, соединенные с электрическими выводами 7-10.

Основание 3 может быть выполнено из двух слоев различных металлов, 10 например индия и свинца. При этом чувствительный элемент на каждой стороне основания должен быть выполнен из материала этого основания.

При эксплуатации термопреобразо- )5 вателя измерение его сопротивления ведут по четырехпроводной схеме.

Наличие вывода, выполненного в виде катушки индуктивности, позволяет проводить проверку градуировоч- о ной характеристики термопреобразователя без применения специального оборудования. Для проверки хаюакте . ристики измеряют сопротивление термопреобразователя в момент перехода основания в сверхпроводящее состояние, который для чистых металлов происходит при строго фиксированной температуре. Момент перехода фиксируют по изменению индуктивности катушки. Выполнение основания и чувствительного элемента из двух различных металлов позволяет увеличить число градуировочных точек.

Предлагаемая конструкция термопреобразователя сопротивления имеет повышенную механическую прочность вследствие монолитного соединения чувствительного элемента с основанием, исключает возникновение температурных напряжений в чувствительном элементе, позволяет изготовить чувствительный элемент из чистого, незагрязненного примесями металла, обеспечивает эффективный тепловой контакт чувствительного элемента с объектом измерения, а также обладает высокой рассеивакщей способностью по отношению к теплу, выделяемому в нем измерительным током, дает возможность контроля градуировочной характеристики, что в конечном счете способствует уменьшению погрешности измерения температуры, т.е. улучшению его метрологических характеристик.