Датчик температуры

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах аварийного отключения объектов, температура которьпс превысила допустимые нормы. Цель изобретения - повышение надежности и расширение диапазона измерений. Датчик температуры содержит симметрично изогнутую относительно середины биметаллическую пластину 1, пьезопластину 2 и основание 3. Торцы свободных концов пьезопластины 2 и язычка 4 биметаллической пластины 1 установлены с зазором друг относительно друга. Постоянный магнит 5 прикреплен к свободному концу пьезопластины 2. В зависимости от температуры основания 3 положение свободного конца язычка 4 фиксируется полем постоянного магнита 5 над одним из его полюсов . При этом исключается трение между язычком 4 и пьезопластиной 2. Магнитопровод в виде пакета пластин калиброванной толпщны из ферромагнитного материала обеспечивает расширение диапазона измерения. 3 з.п. ф-лы, 3 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„, 1451556 А1 1) 4 G 01 К 5/62

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТ0РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4252553/24-10 (22) 02.06.87 (46) 15.01.89. Бюл. ¹ 2 (75) Л.В.Капралов (53) 621.318.56 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 403970, кл. G 01 К 5/62, 1972.

Авторское свидетельство СССР № 1119093, кл. G 01 К 5/62, 1983. (54) ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах аварийного отключения объектов, температура которых превысила допустимые нормы. Цель изобретения — повышение надежности и расширение диапазона измерений.

Датчик температуры содержит симметрично изогнутую относительно середины биметаллическую пластину 1, пьезопластину 2 и основание 3. Торцы свободных концов пьезопластины 2 и язычка 4 биметаллической пластины 1 установлены с зазором друг относительно друга. Постоянный магнит 5 прикреплен к свободному концу пьеэопластины

2, В зависимости от температуры основания 3 положение свободного конца язычка 4 фиксируется полем постоянного магнита 5 над одним из его полюсов. При этом исключается трение между язычком 4 и пьезопластиной 2.

Магнитопровод в ниде пакета пластин калиброванной толщины из ферромагнитного материала обеспечивает расширение диапазона измерения. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1451556

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройст вам для измерения и регистрации фиксированных значений температур, и может найти применение в устройствах аварийного отключения объектов, температура которых превысила допустимые нормы. . Цель изобретения " повышение надеж" но ти и расширение диапазона измеpez ий.

На фиг.1 изображен предлагаемый .да чик температуры; на фиг.2 — вариан выполнения узла датчика с магнито роводом в виде двух пластин кали рованной толщины, каждая из которь расположена в плоскости полюса

IIo тоянного магнита; на фиг,3 — кон.— ст укция свободного конца язычка в ви е тавра, полка которого занимает не"тральное положение по отношению к полюсам постоянного магнита.

Датчик температуры содержит симметрично изогнутую относительно середины биметаллическую пластину 1, пьезопластину 2, установленную вдоль осй симметрии биметаллической пластины 1 и жестко закрепленную одним концом на основании 3 в одной плоскости с биметаллической пластиной, кфторая снабжена язычком 4, обращеннЫм в сторону пьезопластины. При этом творцы свободных концов пьезопластины

2 и язычка 4 установлены с зазором друг относительно „цруга. К свободному концу пьезопластины 2 прикреплен постоянный магнит 5 в виде бруска с параллельными гранями. Постоянный магнит 5 прикреплен к свободному концу пьезопластины 2 так, что его магнитная ось ориентирована (лежит) в плоскости изгиба биметаллической пластины 1, а свободный конец язычка.4 имеет возможность перемещаться над ним от одного полюса к другому.

Для обеспечения дискретной перестройки датчика в требуемом температурном диапазоне работы на фиг.2 изображен узел, в котором границы ... срабатывания датчика задаются двумя пластинами (магнитопроводом) 6 калиброванной толщины из ферромагнитйого материала, каждая из которых расположена в плоскости полюса постоянного магнита и удерживается сиЛами магнитного поля,. но может иметь

zc дополнительный вид крепления, например, с помощью клея. В общем случае магнитопровод 6 может представлять собой пакет пластин калиброванной толщины из ферромагнитного материала, располагаемый как по одну, так и по обе стороны полюсов магнита, .при этом дискретность регулировки зависит от выбранной толщины пластины.

Для получения дополнительной (нейтральной) устойчивой температурной точки срабатывания на фиг.3 изображен узел датчика, в котором свободный конец язычка 4 выполнен в виде

15 тавра, При этом ширина полки его равна межполюсному расстоянию магнита 5. В случае использования магнитопровода 6 ширину полки тавра увеличивают на суммарный размер толщины

20 пластины.

Датчик температуры работает следующим образом.

В исходном состоянии, в зависимости от температуры основания 3 (фиг.1), 25 положение свободного конца язычка 4 фиксируется полем постоянного магнита 5 над одним из его полюсов. В процессе повышения (понижения) температуры основания 3 датчика повы30 шается (понижается) и температура биметаллической пластины 1, жестко заделанной своими концами в основании

3. Пластина 1, изгибаясь от воздействия температуры, перемещает свободный конец язычка 4 в сторону другого полюса магнита 5. l3 начале это перемещение имеет плавный характер, сдерживаемое упругими силами материала язычка 4 и магнитным полем полюса

40 магнита 5, над которым в данный момент находится свободный конец язычка, но при определенном значении температуры (в результате преобладающего влияния магнитного поля другого

45 полюса) свободный конец язычка 4 скачком переходит и занимает фиксированное положение над этим полюсом (триггерный эффект), при этом пьезопластина 2 вырабатывает импульсный электрический сигнал одной полярности.

При понижении (повьппении) температуры описанный процесс повторится в обратном направлении, а пьезопластина 2 вырабатывает импульсный электрический сигнал другой полярности.

Температурный диапазон работы датчика зависит от расстояния между плоскостями полюсов постоянного магз

145 нита 5. Введение в конструкцию датчика магнитопровода 6 в виде пластин калиброванной толщины из ферромагнит= ного материала, как это показано на фиг.2, позволяет, в частности, расширить температурный диапазон работы датчика за счет увеличения межполюсного расстояния магнитной системы.

Фрагмент конструкции датчика, показанный на фиг.3, предусматривает возможность получения дополнительной (нейтральной) устойчивости температурной точки срабатывания эа счет придания свободному концу язычка 4 формы тавра. При этом нейтральность положения достигается выбором ширины полки тавра, равной межполюсному расстоянию, при котором силы взаимодействия магнитного поля полюсов с полкой тавра уравновешиваются. Это равновесие нарушается при дальнейшем перемещении язычка 4, вызванное изгибом биметаллической пластины 1.

При этом, в зависимости от того, увеличивается или уменьшается температура основания 3, полка тавра скачком переходит и занимает положение, при котором одна из боковых плоскостей ее фиксируется над соответствующим.полюсом магнита 5, а пьезопластина 2 при каждом срабатывании вырабатывает импульсный электрический сигнал определенной полярности. При этом исключается механи-.. ческая связь (трение) между язычком

4 и пьезопластиной 2, что обеспечивает повышение надежности датчика.

Конструкция датчика определяет возможность, во-первых, обеспечения перестройки его на требуемый температурный диапазон работы с заданными границами срабатывания за счет установки магнитопровода на полюса постоянного магнита, при этом магнитопровод выполнен в виде одной или нескольких (набранных в пакет) пластин калиброванной толщины из ферромагнитного материала, во.-вторых, обеспечения возможности работы датчика в системах трехпозиционного регулирования температуры, выполненных по схеме "мало-норма-много" за счет того, что свободный конец язычка вы1556

55

50 полнен в виде тавра, ширина полки которого имеет размер, равный расстоянию между. плоскостями полюсов постоянного магнита.

При изготовлении датчика, в частности язычка с заданными упругими свойствами, имеется воэможность варьировать выбором не только материала, но и конструктивными признаками: во-первых, из ферромагнитного материала может быть выполнен только свободный конец. язычка, во-вторых, в плоскости изгиба язычок может быть выполнен гофрированным, в-третьих, язычок может быть сменным.

Формула изобретения

1. Датчик температурь1, содержащий биметаллическую. термочувствительную пластину с язычком, свободно расположенным по оси ее симметрии, и жестко закрепленными концами и пьезопластину с одним жестко закрепленным концом и другим свободным и обращенным в сторону язычка термочувствительной пластины, отличающийся тем, что,.с целью повышения надежности, он снабжен. постоянным магнитом, прикрепленным к свободному концу пьезопластины, при этом магнитная ось постоянного магнита ориентирована в плоскости изгиба биметаллической пластины, а торцы свободных концов язычка и пьезопластины установлены с зазором друг. относительно друга, при этом язычок выполнен из ферромагнитного материала.

2. Датчик по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения, на полюсах постоянного магнита установлен магнитопровод в виде пакета пластин калиброванной толщины, выполненных из ферромагнитного материала.

3. Датчик по п,1, о т л и ч а юшийся тем, что свободный конец язычка выполнен в виде тавра, ширина полки которого равна расстоянию между плоскостями полюсов постоянного магнита.

4» Датчик по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что язычок в плоскости изгиба выполнен гофрированным, 1451556

Составитель Л.Балянина

Техр ед Л. Олийнык Корректор Н, Король

Редактор А.Ревин

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород. Ул. Проектная, Заказ 7071/40 Тираж 573 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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