Датчик температуры

 

ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ, содержао й измерительную и компенсационную катушки индуктивности, :разме1цен-ные на каркасе, и проводящие термо- . чувствительный и компенсационный элементы, установленные в непосредственной близости от соответствующих катушек индуктивности, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения точности измерений при одновременном снижении инерционности датчика, термочувствительный и компенсационный элементы выполнены в виде пльских витков, идентичных по форме со срединным сечением катушек , причем компенсационный элемент заключен в термостатирующую оболочку. si cfo

,.SU„„1076772 A

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСИ ИХ

РЕСПУБЛИК

3 @ с 01 К 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / "

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3537579/18-10 (22) 19.11.82 (46) 28.02 .84. Бюл. Р 8 (72) В.Г. Запускалов и В.Ф. Гракович (71) Центральная аэрологическая обсерватория (53) 536.531(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 393621, кл. 0 01 К 7/00, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

М 972259, кл. G 01 К 7/00, 1980 (прототип). (54 ) (57.) ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащий измерительную и компенсационную катушки индуктивности,.размещенные на каркасе, и проводящие термочувствительный и компенсационный элементы, установленные в непосредственной близости от соответствующих катушек индуктивности, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений при одновременном снижении инерционности датчика, термочувствительный и компенсационный элементы выполнены в виде плоских витков, идентичных по форме со срединным сечением ка» тушек, причем компенсационный элемент заключен в термостатирующую оболочку.

1076772

Изобретение относится к технике измерения температуры и может быть использовано в системах контроля быстроизмеряющейся температуры окружающей среды.

Известны датчики температуры, содержащие каркас, измерительную и компенсационную катушки индуктивности и термочувствительный элемент 1 2.

Эти устройства характеризуются невысокой точностью и значительной инерционностью.

Наиболее близким к предлагаемому является датчик температуры, содержащий измеритульную и компенсационную катушки индуктивности, размещенные на каркасе, и проводящие термочувствительный и компенсационный элементы, установленные в непосред-, ственной близости от соответствующих катушек индуктивности Г21 °

В этом устройстве точность измерений ограничивается погрешностью компенсации сигнала, измерительной катушки индуктивности. При этом датчик имеет большую инерционность.

Цель изобретения - повышение точности измерений при одновременном снижении инерционности датчика.

Поставленная .цель достигается тем, что в датчике температуры, содержащем измерительную и компенсационную катушки индуктивности, размещенные на каркасе, и проводящие термочувствительный и компенсационный элементы, установленные в не,посредственной близости от соответствующих катушек индуктивности, термочувствительный и компенсацион« ный элементы выполнены в виде плоских витков, идентичных по форме со срединным сечением катушек, причем компенсационный элемент заключен в термостатирующую оболочку.

На чертеже показана конструкция датчика.

Датчик содержит диэлектрический каркас 1,- дифференциально включенные идентичные измерительную 2 и компенсационную 3 катушки индуктивности, в зонах электромагнитного действия которых размещены соответственно из однородного по .свойствам материала и одинаковыми геомет.рическими размерами электроПроводящие накладные термочувствительный

4 и компенсационный 5 элементы, отстоящие от катушек на равных зазорах,. и диэлектрическую термостатирующую оболочку б с каналами 7.

Элементы 4 и 5 выполнены в виде плоских витков, форма и площадь кото рых:.совпадают,с формой и площадью срединного сечения катушек 2 и 3, а компенсационный элемент 5 заключен в термостатирующую оболочку б, снабженную каналами 7 для термостатирования элемента 5.

Выполнение элементов 4 и 5 в виде плоских витков позволяет уменьшить время уравновешивания температуры элементов и контактируемых с ними сред, что повышает быстродействие датчика по сравнению с плоскими сплошными элементами в виде дисков. Чувствительность же датчика с элементами в виде витков остается такой же, как и у датчика с элементами в виде дисков, поскольку максимум электромагнитного поля катушки находится как раз под ее витками, а минимум (практически ноль) в центре катушки и на ее периферии. Поэтому взаимодействие катушек с элементами происходит наибо30

15 лее эффективно на расстоянии радиусов катушки и элемента, величины

20 которых в данной конструкции равны.

Термостатирование осуществляют, например, прокачиванием нейтрального агента, имеющего постоянно нормальную температуру 20 С, через каналы 7 и полость, образованную внутренней поверхностью оболочки б и поверхностью элемента 5. Из-за .введения в конструкцию датчика

30 оболочкию б и системы термостатирования устранен теплообмен компенсационного элемента 5 с окружающей за оболочкой б средой и обеспечена температура элемента 5 постоянно нормальной вследствие его контакта с нейтральным.агентом в то время, как

35 термочувствительный элемент 4, контактируя с измеряемой окружающей . средой, отрабатывает ее температу40

Датчик при запитке переменным током работает следующим образом, Катушки излучают электромагнитные поля. Эти поля возбуждают в

45 электропроводящих элементах 4 и 5 вихревые токи, которые в свою очередь наводят вторичные электромагнитные поля. Взаимодействие первичных и вторичных полей друг с другом приводит к изменению значений комплексных сопротивлений катушек, а следовательно и электрического сигнала на выходе датчика. При нормальной температуре контролируемой среды сигнал на выходе датчика равен нулю. Изменение температуры среды вызывает изменение комплексных сопротивлений катушек и электрических свойств термочувствительного элемента. Кроме того, изменение свойств

60 термочувствительного элемента вызывает дополнительное изменение комплексного сопротивления измерительной катушки. Изменение электрофизических свойств компенсационного

65 элемента от температуры не происхо- .

1076772

Составитель Ю. Андриянов

Редактор Н. Руднева Техред C.Èèãóíîâà Корректор А. Тяско

Ф » »»» »

Заказ 733/39 Тираж 823 Подписное

ВНИИХИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г..ужгород, ул. Проектная, 4 дит, так как его температура стабилизирована систевюй термостатирования. В результате дифФеренциального включения катушек температурное изменение комплексных сопротивлений компенсируется, а имеющийся на выходе датчика электрический сигнал характеризует изменение свойств термочувствительно-о элемента, степень изменения которых эквивалентна иэменению температуры окружающей cpegas. По изменению величины сигнала датчика судят о величине температуры измеряемой среды.

Изобретение позволяет измерять температуру окружающей среды<.с высокими быстродействием и точностью, что особенно важно, например, при контроле температуры атмосФеры с борта летательного аппарата.