Теплоэлектрический вакуумметр

 

Изобретение относится к приборостроению и позволяет расширить диапазон рабочих температур теплоэлектрического вакуумметра. Наряду с чувствительным элементом 1, первым 2 и вторым 6 резисторами, усилителем 3, резистором 7 температурной компенсации, источником 9 опорного напряжения, сумматором 10 и индикатором 11 вакуумметр содержит аналоговый умножитель 8 напряжения, а резистор 7 температурной компенсации выполнен в виде цепочки из трех резисторов: постоянного, с линейной, а также с квадратичной температурными зависимостями. Умножитель 8 напряжения преобразует сигнал температурной компенсации в сигнал, задающий нагрев чувствительного элемента 1. Выполнение резистора 7 составным с требуемой температурной зависимостью позволяет обеспечить постоянство перегрева чувствительного элемента 1. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (51) 5 G 01 L 21/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4463377/24-10 (22) 19.07.88 (46) 15.10.90. Бюл. № 38 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро по криогенной технике с опытным производством Физико-технического института низких температур АН УССР (72) В. С. Мотузко и С. П. Логвиненко (53) 531.787 (088.8) (56) Заявка ФРГ № 3230405, кл. G 01 L 21/12

1983. (54) ТЕПЛОЭЛ ЕКТРИЧЕСКИ Й ВАКУУММЕТР (57) Изобретение относится к приборостроению и позволяет расширить диапазон рабочих температур теплоэлектрического вакуумметра. Наряду с чувствительным элемен„„SU„„1599688

2 том 1, первым 2 и вторым 6 резисторами, усилителем 3, резистором 7 температурной компенсации, источником 9 опорного напряжения, сумматором 10 и индикатором

11 теплоэлектрический вакуумметр содержит аналоговый умножитель 8 напряжения, а резистор 7 температурной компенсации выполнен в виде цепочки из трех резисторов: постоянного, с линейной, а также с квадратичной температурными зависимостями. Умножитель 8 напряжения преобразует сигнал температурной компенсации в сигнал, задающий нагрев чувствительного элемента 1. Выполнение резистора 7 составным с требуемой температурной зависимостью позволяет обеспечить постоянство перегрева чувствительного элемента. 2 ил.

1599688

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения давления разреженных газов.

Цель изобретения — расширение диапазона рабочих температур теплоэлектрического вакуумметра.

На фиг. 1 показана электрическая схема теплоэлектрического вакуумметра; на фиг. 2 — схема резистора температурной компенсации, состоящего из трех элементов.

Теплоэлектрический вакуумметр содержит чувствительный элемент 1, соединенный последовательно с первым резистором 2 между выходом усилителя 3 и общим проводом 4. Первый вход усилителя 3 подключен к точке соединения первого резистора 2 и чувствительного элемента !. Делитель 5 напряжения образован вторым резистором 6 и резистором 7 температурной компенсации. Выход делителя 5 напряжения подKJIIo 1ен к Одному из ВхОдОВ умножителя

8, второй вход которого соединен с выходом усилителя 3, а выход — с вторым входом усилителя 3. Вход опорного напряженияя у м ножител я 8 и вход дел ител я 5 напряжения подключены к выходу источника 9 опорного напряжения. Выходы делителя напряжения 5 и усичителя 3 подключены к входам сумматора 10, выход которого подключен к индикатору 11. Резистор температурной компенсации 7 может быть выполнен из двух (фиг. 1) или трех (фиг. 2) последовательно соединенных резисторов: постоянного 12, с линейной температурной зависимостью 13, а также с квадратичной температурной зависимостью 14.

Теплоэлектрический вакуумметр работает с.|едующим образом.

Выходное напряжение усилителя 3, определяющее нагрев и сопротивление чувствительного элемента 1, благодаря большому коэффициенту усиления усилителя устанав IHB3cTñÿ так, что напряжения на его входах равны:

U =U R(/(Ri-+Р2), (1) где U> — - выходное напряжение умножителя 8;

U;, -- выходное напряжение усилителя 3;

R i - — сопротивление чувствительного элемента 1;

R> — сопротивление резистора 2.

Выходное напряжение делителя 5 — U;и выходное напряжение усилителя 3 определяют выходное напряжение умножителя 8

Ug —— U;I U-./U9, (2) где Ui — - выходное напряжение источника 9 опорного напряжения.

Выходное напряжение делителя 5 напряжения зависит от сопротивления резистора температурной компенсации 7: (5=(9 R7/(Я7+Иб)! (3) где R6 и R-, — сопротивления резисторов 6 и 7 соответственно.

С учетом (2) и (3) из (1) следует

R;./(R7+R6) =К1/(RI+R ), (4) откуда определяется сопротивление чувствительного элемента 1, устанавливающееся при нагреве

Ri=R R /RI;. (5) Тепловые потери чувствительного элемента, нагреваемого электрическим током, зависят от давления газа и от разности температур чувствительного элемента и окружающей среды. Для обеспечения независимости тепловых потерь от температуры среды, т. е. для расширения диапазона рабочих температур теплоэлектрического вакуумметра, необходимо поддерживать указанную разность постоянной во всем диапазоне температур, что обеспечивается выполнением резистора температурной компенсации составным.

В случае, когда сопротивление чувствительного элемента 1 линейно зависит от температуры, резистор температурной компенсации 7 может быть выполнен состоящим из двух элементов (фиг. 1). Основная температурная компенсация имеет место при условии, что температура перегрева чувствительного элемента 1 не зависит от температуры окружающей среды. Это условие может быть выполнено путем подбора соотношения сопротивлений резисторов 2 и 6.

В схеме предусмотрена также дополнительная температурная компенсация, которая осуществляется путем подачи сигнала температуры, выделяемого на резисторе 7, через сумматор 10 на индикатор 1. Эта дополнительная температурная компенсация позволяет учесть ряд других температурных эффектов. Регулировкой коэффициента передачи сумматора 10 по входу дополнительной температурной компенсации возмож но для каждого типа используемого датчика экспериментально установить независимость показаний индикатора 11 от температуры окружающей среды.

В случае, когда температурная зависимость сопротивления чувствительного элемента существенно нелинейна, резистор температурной компенсации 7 выполняется сОстоящим из трех элементов (фиг. 2). Такое выполнение позволяет аппроксимировать три члена разложения функциональной зависимости сопротивления от температуры. что практически достаточно при выполнении чувствительного элемента 1 из любого известного термометрического материала.

Благодаря расширению диапазона рабочих температур и достигаемому снижению тепловыделения в элементах электрической схемы предлагаемое устройство может быть использовано при построении теплоэлектрических вакуумметров с датчиками, встраиваемыми в вакуумные полости криогенных устроиств.

1599688

Формула изобретения

Составитель И. Сунцов

Редактор М. Недолуженко Техред A. Кравчук Корректор Л. Пытай

Заказ 3135 Тираж 46() Подписное

Вг(1(ИПИ Гос< дарственного комитета по из<>б>ре>< вин<> и <>ткр>»тин<> ири ГК11Т (:((:1

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раугиск»> наб.. l. 4 5

Произво >стнснно-издательский комбинат «Пат< нт», г. У кгород. i.>. Гагарина, 1>) I

Теплоэлектрический вакуумметр, содержащий чувствительный элемент, включенный последовательно с первым резистором между общим проводом и выходом усилителя, первый вход которого соединен с общей точкой первого резистора и чувствительного элемента, делитель напряжения, образованный вторым резистором и резистором температурной компенсации, источник опорного. на1О пряжения, сумматор и индикатор, причем вход делителя напряжения подключен к источнику опорного напряжения, а выходы делителя напряжения и усилителя через сумматор связаны с индикатором, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих температур, он снабжен аналоговым умножителем напряжения, к входам которого подключены выходы усилителя, делителя напряжения и источник опорного напряжения, выход умножителя напряжения подключен к второму входу усилителя, а резистор температурной компенсации выполнен в виде цепочки из трех последовательно соединенных резисторов: постоянного, с линейной и с квадратичной температурными и зависимостями.