Способ измерения температуры с помощью конденсатора

 

М 1478)

Класс 42i, 7III сссэ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ

Подгггкнан ар!!гига Ai 171

Д. А, Тамбовцев и И, С. Желудев

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ С ПОМОЩЬЮ

КОНДЕНСАТОРА

Заявлено 5 ноября 1=61 г ва X«750625/26-!О в 1<омнтет ио делам нзобргте !нй и открыгий1 ири Совете М!!настрое СССР

Опубликовано в «Б1оллстенс изобретений» X 11 ва 1962 г.

И::,vec ;.I!hie c!1ocooi, измерения температурb! c lloiiombio i<ондснсатора, диэлектриком в котором служит сегнетоэлектрик, не обссгечивают В! !соко!1 jcloH÷èâoñòè и надежности измерений

Предложенный способ измерения температуры с помогцью конденсатора, диэс!ектриком В котором служит сегнетоэл(ктрик с прямоугольной петлей диэлектрического гистсрезиса, свободен от указанных недост ат ко в.

Достигается это благодаря тому, чт0 измеряемые температуры

01гр едсляlОт по а м пл1!туде или Времени то1<ОВ ы х и 51пу чьсОВ II epeKлlочсния сегнстоэлектрика, На фиг, I изображены кривые температурной зависимости параметров импульсов перекл!очения сегнетоэлектрика ТГС; на фиг. 2— принципиальная схема сегнетоэлектрического термочувствитсльного конденсаторного датчика для измерения температуры.

Су!ццость предложенного способа заключается в использовании

00 ьсктивно c) шсству:Оших В iIepeK:почаюгцихся cel HeT03JleKTpiii

Известно, что с повышением температуры максимальный ток и обратцос время переключения увеличиваются для сегнетоэлектрика Тр. 1г:1ицинсульфата (ТГС). Дополнительные исследования показали рядособенностей ТГС: так, при фиксированной частоте, амплитуде и длительности подаваемых биполярных импульсов обнаружена высокая линейность зависимости от температуры ьремени !переключения и максимального тока 1среключеция до тем!ературы порядка 30, Из фнг 1 видно, что выходное напряжение, начиная с 30, дост11га№ 147815 ет насыщения и при дальнейшем увеличении температуры начинает уменьшаться.

При увеличении температуры выше точки Кюри (49 ) импульсы переключения исчезают, В области температуры от 40 до 49 наблюдается уменьшение выходного напря>кения при сохранении времени переключения постоянным, что свидетельствует об уменьшении переключаемого заряда.

Независимость тока переключения сегнетоэлектриков от всличины сопротивления нагрузки позволяет получить выходное напряжение, пропорциональное сопротивлению нагрузки, что оказывается удобным, так как в этом случае имеется возможность смещения шкалы и настройки на нужную температуру, Для обеспечения большого тока исключается необходимость подбора образцов по емкости. Могут быть также использованы тонкие и пленочные структуры, что позволяет снизить тепловую инерционность, так как появляется возможность максимально упростить работу по выбору материала и обеспечению оптимальных условий работы датчика.

Сегнетоэлектрик допускает, таким образом, получение напря>кения, пропорционального температуре, Для измерения температур согласно описываемому способу предусмотрена схема, которая содержит С,— сегнетоэлектрический конденсатор из пластинки ТГС; С вЂ” интегрирующий слюдяной конденсатор;

R) — переменное сопротивление; Rg — ограничительное сопротивление; ПТ, — полупроводниковый триод; Ra — коллекторное сопротивление нагрузки триода; Š— батарея запира|ощего смещения триода.

Индексом Ед обозначено отрицательное по отношению к земле напряжение источника коллекторного питания триода.

При воздействии на вход схемы биполярных прямоугольных импульсов напряжения равной амплитуды и длительности, достаточных для полного переключения сегнетоэлектрика, в цепи его нагрузки, состоящей из конденсатора С1 и соп;>отивления R,, соединенных параллельно. будут протекать импульсы тока переключения. Конденсатор С, производит интегрирующее считывание, уничтожая паразитные пики, что повышает надежность и устойчивость измерений. Цепь нагрузки сегнстоэлектрика через сопротивление Rg связана с эмиттером триода 11Т,, нормально закрытого смещением батареи Е, Поэтому напряжение на коллекторе триода ПТ, будет равно напряжению коллекторчого источника питания.

Из схемы видно, ч о импульсы переключения сегнетоэлектрнка Cä дейс1вуют в цепи эмиттер-база триода ПТ,. Отрицательный импульс переключения не c»tî>êåò изменить состояния триода /7Т,, в то же время положительный импульс действует в направлении уменьшения смещения и при достаточной его величине произойдет отпирание триода ПТ,. При этом коллекторный TDK будет рсзко возрастать, а напряжение на коллекторе — падать (по абсолютной величине). Это приведет к тому, что на выходе цепи появятся импульсы напряжения.

Предмет изобретения

Способ измерения температуры с помощью конденсатора, диэлектриком в котором служит сегнетоэлектрик с прямоугольной петлей диэлектрического гистеризиса, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости и надежности измерения и расширения диапазона измеряемых температур, последние определяют по амплитуде или времени токовых импульсов переключения сегнетоэлектрика, № 147815

8цхОЗнж иОПОЯЯ ;К; 9

Ыьт

Фиг. 1.

Фиг. 2.

Составитель В. Е. Соколовский ! сдактор Р. Б. Кауфман Тсхред A. А. Качышникова Коррсктор H. Косакопская

Поди. к пси. !.1.3 1t 62,. формат бум. 70; 10"/i, Объем 0,26 иад. л.

Зак. 7319 Тираж 950 Ц пз - ко

ЦБТИ Комитета по ледам изобретений и открытий при Совете Министров ССС.,Р

Москва, Центр, М Черкасский пер.. и. 2/6.

Типографии ЦБТИ, Москва, Петровка 14.