Микроминиатюрный многоэлементный термоэлектрический преобразователь

 

МИКРОМИНИАТЮРНЫЙ МНОГОЭЛЕМЕНТНЫЙ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ , содержащий электропроводящий корпус, нагреватель, токовводы нагревателя и термобатарею из последовательно соединенных ветвей термопар, горячие спаи, которых имеют тепловой контакт и электрически изолированы от нагревателя, а холодные спаи расположены на термостатирующем бло- . ке, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона и уменьшения погрешности преобразования, нагреватель выполнен в виде полой сферы и расположен в геометрическом центре термобатареи , термостатирующий блок выполнен в виде укрепленного в электропроводящем корпусе кольца, а токовводы нагревателя размещены коаксиально и перпендикулярно плоское- S о ти термобатареи, причем на одном из (Я CZ них укреплен центральный электрод высокочастотного разъема, введенный через изолятор, расположенный в электропроводящем корпусе.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) З(.11) С 01 R 19/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КСМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3590220/18-21 (22) 24.01.83 (46) 15. 10. 84, Бюл. В 38 (72) В.И.Боднарук и С.А.Харитонюк (71) Черновицкий ордена Трудового

Красного Знамени государственный университет (53) 621..317.7.082.6(08$.8) (56) 1. Патент. США В 3026363, кл. 136-226, 1962.

2. Wilkins F.J.) Deacon Е.А., MuItijun ction thermal converter

us accurate dc/ас trancfer instrument Proc. Л.ЕЕ, 1965, 119, Ф 4, р. 794-805 (прототип). (54) (57) МИКРО%! ИИЛТЮР11ЫЙ Г1ИОГОЭЛЕМЕНТНЫЙ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий.электропроводящий корпус, нагреватель, токовводы нагревателя и термобатарею иэ последовательно соединенных ветвей термопар, горячие спаи.которых имеют тепловой контакт и электрически изолированы от нагревателя, а холодные спаи расположены на термостатирующем бло- . ке, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона и уменьшения погрешности преобразования, нагреватель выполнен в виде полой сферы и расположен в геометрическом центре термобатареи, термостатирующий блок выполнен в виде укрепленного в электропроводящем корпусе кольца, а токовводы нагревателя размещены коаксиально и перпендикулярно плоскос- е ти термобатареи, причем на одном из них укреплен центральный электрод высокочастотного разъема, введенный С через изолятор, расположенный в электропроводящем корпусе.

1118615

Наиболее близким техническим решением к изобретению является многоэлементный термоэлектрический преобразователь, содержащий электропроводящий нагреватель, токовводы нагревателя и термобатарею из последователь" но соединенньгх ветвей термопар, горячие спаи которых имеют тепловой кон40 такт и электрически изолированы от нагревателя, а холодные спаи расположены на термостатирующем блоке.

Термобатарея выполнена в виде пространственной треугольной спирали из конЯ стантовой проволоки (2 .

Однако линейное расположение термопар вдоль нагревателя увеличивает величину переходной емкости нагреватель — термопара, что приводит к ограничению частотного диапазона применения. Кроме того, большая часть нагревателя не контактирует со спаями термопар. Это обусловливает зна-. чительные потери тепловой энергии на излучение и конвективный теплообмен, что в свою очередь, снижает точность преобразования сигнала.

Изобретение относится к метрологии и измерительной технике, а именно к технике преобразования электрического тока, и может быть использовано в приборах одновременного 5 сравнения действующих значений. постоянных и переменных токов, напряжения и мощности, а также при создании эталонных и образцовых средств метрологического обеспечения.

Известны многоэлементные термоэлектрические преобразователи, содержащие термобатарею в виде прямоугольной пространственной спирали, с одной из граней которой контактирует нагреватель. Преобразователь закреплен на теплоотводе прижимной планкой и помещен в корпус. Электрические выводы осуществляются через изоляционные переходы (1) .

Однако большое число термопар увеличивает шунтирующую емкость, что в свою очередь, снижает частотный диапазон применения устройства.

Кроме того, сложная конфигурация выводов нагревателя приводит к появлению дополнительной индуктивности в цепи нагревателя, что увеличивает реактивную составляющую в цепи нагревателя и, соответственно, rror ðåøíoñòH преобразования, Целью изобретения является расширение частотного диапазона и уменьшение погрешности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в микроминиатюрном многоэлементном термоэлектрическом преобразователе, содержащем электропроводящий корпус, нагреватель, токовводы нагревателя и термобатарею из последовательно соединенных ветвей термопар, горячие спаи которых имеют тепловой контакт и электрически изолированы от нагревателя, а холодные спаи расположены на термостатирующем блоке, нагреватель выполнен в виде полой сферы и расположен в геометрическом центре термобатареи, термостатирующий блок выполнен в виде укрепленного в электропроводящем корпусе кольца, а токовводы нагревателя размещены коаксиально и перпендикулярно плоскости термобатареи, причем на одном из них укреплен центральный электрод высокочастотного разъема, введенный через изолятор, расположенный в электропроводящем корпусе.

На чертеже представлена конструкция микроминиатюрного многоэлементного термоэлектрического преобразователя.

Устройство содержит электропроводящий корпус 1, в котором расположен нагреватель 2, окруженный термобатареей 3, снабженной выводами 4, причем токовводы 5 нагревателя расположены коаксиально и перпендикулярно плотности термобатареи. Холодные спаи термопар термобатареи 3 расположены на термостатирующем блоке 6, выполненном в виде кольца, укрепленного в электропроводящем корпусе 1, содержащем изолятор 7, через который выведен центральный электрод 8 высокочас-, тотного разъема.

Устройство работает следующим образом.

По центральному электроду 8 высокочастотного разъема, токовводам 5 нагревателя 2 и корпусу 1 напряжение подается на нагреватель 2. Под действием протекающего тока в нагревателе 2 выделяется тепло Джоуля, одновременно разогревая спаи термопар батареи 3 ° Холодные спаи термопар термобатареи 3 через термостатирующий блок 6 термостатированы массивным корпусом 1 преобразователя. Значения выходной термо-ЭДС снимаются с выво18615

Составитель Е.Плужникова

Техред А.Бабинец Корректор О.Луговая

Редактор M.Áàíäóðà

Заказ 7361/17 Тираж 463 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгоро д, ул. Проектная, 4

3 11 дов 4 термобатареи, расположенных на боковой поверхности корпуса 1 и электрически изолированных от него.

Выполнение нагревателя в виде полой сферы и предлагаемое конструктивное расположение нагревателя относительно термопар, а также коаксиальная конструкция корпуса, позволяют свести к минимуму поверхностный эффект и эффект Томсона, которые вносят основную частотную погрешность. Все это позволяет расширить частотный диапазон применения преобразователя на СВЧ область и повысить точность преобразования в этой области.