Датчик температуры

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерений за счет улучшения стабильности выходной характеристики датчика и увеличения его чувствительности. Датчик содержит двухслойный термочувствительный элемент, один слой которого выполнен в виде тензорезисторов. Толщины слоев выбраны определенным образом из приведенного соотношения. Датчик снабжен также дополнительными тензорезисторами, толщина и база которых меньше толщины и базы первых тензорезисторов. Все тензорезисторы включены в полный мост. При изменении температуры вследствие разного коэффициента термического расширения материалов слоев термочувствительного элемента происходит изгиб последнего и на выходе моста возникает электрический сигнал, пропорциональный температуре. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУЬЛИН

П9)8 (11) 1 59

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н д BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ь .

t. i

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4331401/24-10 (22) 23.11.87 (46) 30.09.90. Бюл. Р 36 (75) Ю.M.Ведутов, В.Н.Гроссман, Н.Я.Гроссман и Л.Л.Щанова (53) 536.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР и 1045005, кл. Г 01 К 5/6?, 1982.

Патент США 1Ф 3403558, кл. 73-362, оп блик, 1968.. (54) ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерений за счет улучшения стабильности выходной характеристики датчика и увеличения его чувствительности. Датчик содержит двухслойный

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение при тонких медико-биологических исследованиях, диагностике и контроле температуры различных технологических процессов.

Целью изобретения является повышение точности измерений температуры за счет увеличения стабильности выходной характеристики датчика и его чувствительности.

На фиг. 1 (а,б и в) показан предлагаемый датчик в трех проекциях; на фиг. 2 — схема соединения тензорезисторов тензочувствительных слоев термочувствительного элемента датчика.

Датчик температуры содержит двухслойный термочувствительный элемент, выполненньп в виде скрепленных между

2 термочувствительный элемент, один слой которого выполнен в виде тензорезисторов. Толщины слоев выбраны определенным образом из приведенного соотношения. Датчик снабжен также дополнительными тензорезисторами, толщина и база которых меньше толщины и базы первых тензореэисторов. Все тенэорезисторы включены в полный мост.

При изменении температуры вследствие разного коэффициента термического расширения материалов слоев термочувствительного элемента происходит изгиб последHего и на выходе моста возникает электрический сигнал, пропорциональньп температуре. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. собой слоев 1 и 2 материалов с различными коэААициентами термического расширения. Слой 1 термочувствительного элемента толщиной h, и шириной

Ъ, выполнен иэ алюминия, а слой 2— из двух вольфрамрениевых тензорезисторов 3 и 4 толщиной h и базой 1 .

Ширина активной полоски тензорезисторов 3 и 4 равна Ь ;.

Толщины слоев 1 и 2 термочувствительного элемента выбраны из соотношения

hi/h = р 1 1 где Г и à — модули упругости матеъ ривалов слоев;,Е Ь вЂ” суммарная ширина актив2 °

1596213 ных полосок тензорезисторов 3 и 4.

Для получения максимальной чувствительности и линейности выходной ха5 рактеристики датчика он снабжен дополнительными тензорезисторами 5 и 6 толщиной h и базой 1, при этом hz

Уитсона.

Датчик температуры работает сле- 15 дующим образом.

При изменении температуры вследствие значительно большего коэффициента термичеакого расширения у алюминия, чем у вольфрамрения происходит изгиб 2р термочувствительного элемента. В ре1 зультате происходит разбаланс моста и на выходе последнего возникает сигнал, пропорциональный изменению температуры. 25

Формула изобретения

1. Датчик температуры, содержащий двухслойный термочувствительный эле- щ мент, один слой которого выполнен тензочувствительным и включен в схему измерительного моста, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью ловы4В шения точности измерений, тензочувствительный слой термочувствительного элемента выполнен в виде двух тензорезисторов, при этом толщины слоев выбраны из соотношения

2 2

3=1 где h, - толгряа первого слоя термочувствительного элемента;

h — толщина тензореэисторов;

Г, К вЂ” модули упругости материалов первого слоя и тензорезисторов соответственно; и

; Ь вЂ” суммарная ширина рабочей части тензорезисторов;

b, — ширина первого слоя термочувствительного элемента.

2. Датчик по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что.он снабжен дополнительным тензочувствительным слоем, размещенным на первом слое термочувствительного элемента со стороны, противоположной его тенэочувствительному слою, и выполненным из двух тензоре" эисторов, база и толщина которых меньше базы и толщины тенэорезисторов первого тензочувствительного слоя, при этом тензорезисторы каждого. тензочувствительного слоя включены в противоположные плечи измерительного моста.

1596213

num.

Фиг. Я

Составитель В.Голубев

Редактор И.Середа Техред Л.Олийнык Корректор СЛ!евкун

Заказ 2904 Тираж 498 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СЧСР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул, Гагарина, 101