Устройство для измерения температуры

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее последова- : тельно соединенные широкополосный усилитель, измерительный прибор и включенную в цепь обратной связь усилителя линию задержки поверхностных акустических волн, являющуюся чувствитальным элементом датчика.и состоящую из звукопровода, выполненного из материала, обладающе.го температурной зависимостью времени распространения поверхностных акустических вoлн на одной из поверхностей которого в одном акустическом канале размещены два идентичных между собой встречно-штыревых преобразователя, расстояние между центрами которых кратно целому числу длин волн, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения температуры путем обеспечения моночастотного режима работы и высокой электрической добротности колебательной системы , в него введены дополнительно широкополосный усилитель и два идентичных между собой широкополосных встречно-штыревых преобразователя, расположенных в том же акустическом канале между первым и вторым пшроко- СО полосными встречно-штыревыми преобразователями и включенных в цепь обратной связи второго усилителя, при этом расстояние от центра любого внутреннего встречно-штыревого преобразователя до центра ближайшего к нему крайнего встречно-штыревого преобра ;о о зователя равно аналогичному расстоянию от центра другого внутреннего до центра другого ближайшего к нему NS крайнего встречно-штыревого преобразователя и кратно целому числу длин волн.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) (11) (51)4 G 01 К 11 24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3674690/24-! О (22) 14, 12.83 (46) 07.11. 85, Бюл. ¹ 41 (71) Казанский ордена Трудового Красного Знамени и ордена Дружбы народов авиационный институт им.А.Н.Туполева (72) И.Х.Исхаков, Р.Х.Бйкмуллин и В.П,Коннов (53) 536.53 (088. 8} (56) Ридер Т.М., Каллен Д.В. Датчики давления и температуры, использующие поверхностные акустические волны. — ТИИЗР, т.64, 1976, ¹- 5, с.226.

Поверхностные акустические волны.

Под ред. А.Олинера. M. :Мир, 1981, с.148. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ.

ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее последова- .: тельно соединенные широкополосный усилитель, измерительный прибор и включенную в цепь обратной связь усилителя линию задержки поверхностных акустических волн, являющуюся чувствительным элементом датчика.и состоящую из звукопровода, выполненного из материала, обладающего температурной зависимостью времени распространения поверхностных акустических волн> на одной из поверхностей которого в одном акустическом канале размещены два идентичных между собой встречно-штыревых преобразователя, расстояние между центрами которых кратно целому числу длин волн, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения температуры путем обеспечения моночастотного режима работы и высокой электрической добротности колебательной системы, в него введены дополнительно широкополосный усилитель и два идентичных между собой широкополосных встречно-штыревых преобразователя, расположенных в том же акустическом канале между первым и вторым широкополосными встречно-штыревыми преобразователями и включенных в цепь обратной связи второго усилителя, при этом расстояние от центра любого внутреннего встречно-штыревого преобразователя до центра ближайшего к нему крайнего встречно-штыревого преобразователя равно аналогичному расс.гоянию от центра другого внутреннего до центра другого ближайшего к нему крайнего встречно-штыревого преобра зователя и кратно целому числу длин волн.

1190211

Изобретение относится к технике теплотехнических измерений и может быть использовано в системах измере" ния и регулирования температуры.

Цель изобретения — повышение точности измерения температуры путем обеспечения моночастотного режима работы и высокой электрической добротности колебательной системы.

На чертеже представлена функциональная схема датчика температуры.

На звукопроводе 1 поверхностной акустической волны (ПАВ ) в акустическом канале 2 размещены широкополосные встречно-штыревые преобра I5 эователп (ВШП ) 3-6 ПАВ.

ВШП 3 и 6 подключены, соответственно, к входу и выходу усилителя

7, а ВШП 4 и 5, соответственно, к выходу и входу усилителя 8, обра29 зуя генератор, к выходу которого подключен измерительный прибор 9.

Устройство работает следующим образом.

Частота генератора является функцией измеряемой температуры. При изменении температуры меняются путт и скорость распространения ПАВ по поверхности чувствительного элемента, являющегося звукопроводом 1 ПАВ, а следовательно изменяется и выходная частота генератора.

Повышение точности измерения температуры обеспечивается высокой стабильностью частоты генератора из-за 35 обеспечения моночастотного режима работы и высокой электрической добротности колебательной системы чувствительного элемента, которое стало возможным благодаря размещению между широкополосными идентичнымн

ВШП 3 и 6 ПАВ дополнительно еще двух идентичных между собой широкополосных ВШП 4 и 5 ПАВ, подключенных соответственно к выходу и входу широ- 45 кополосного усилителя 8, коэффициент усиления которого выбирается несколько меньшим (на 107.)значения, при котором произошло бы самовозбуждение по этой цепи. Режим автогенерации датчика температуры обеспечивается соответствующим выбором величины коэффициента широкополосного усилителя 7. Необходимым условием нормальной работы предлагаемого датчика температуры является срыв режима автогенерации при отключении питающего напряжения одно го из усилителей, например усилителя 2. °

Расстояние между центрами широкополосных ВШП 4 и 5 ПАВ выбирается равным Nh где N — целое число, длина ПАВ. Соответственно кратным целому числу длин волн и равным между собой расстояние между центрами широкополосных ВШП 3 и 4 и центрами широкополосных ВШП 5 и 6 ПА — К 3, где К вЂ” целое число.

Заключение о высокой электрической добротности датчика температуры, выполняемого в полном соответствии с приведенным описанием, проверено экспериментально ° Чувствительный элемент изготовлен на пьезоэлектрической пластине из ниобата лития (LiNb03) YZ — среза, на рабочей поверхности которой .методами фотолитографии изготовлены четыре одинаковых широкополосных F>IIIII, каждый из которых содержит 20 пар расщепленных электродов. Для исследования амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) сквозного тракта датчика широкополосный ВШП 6 ПАВ отключен от выхода усилителя 7 и подключается к выходу измерителя частотных характеристик (типа ХI-47 ), а выход усилителя 7 подключается к входу того же измерителя частотных характеристик.

Экспериментальная АЧХ сквозного тракта датчика температуры содержит один узкополосный пик, добротность которого составляет величину -3000.

1190211

Составитель Ю.Андрианов

Редактор Н.Бобкова Техред Л,Мартящова Корректор Л.Патай

Заказ 6963/43 Тираж 896 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4