Устройство для измерения температуры

 

Изобретение относится к термометрии. Цель изобретения - упрощение устройства при одновременном повышении точности измерения. Устройство содержит резервуар с капиллярной трубкой, выполненные из диэлектрического материала и заполненные электроповодящей жидкостью, и два электрода , один из которых выполнен цилиндрическим и размещен коаксиально капиллярной трубке. Другой электрод охватывает наружную поверхность резервуара. При повышении температуры жидкостью внутри трубки перемещается, изменяя емкость цилиндрического конденсатора На выходе измерительного прибора, к которому подключены оба электрода, вырабатывается электрический сигнал, амплитуда которого характеризует величину температуры. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ю (,Ь

О

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4618979/10 (22) 01.11.88 (46) 07.12.91. Бюл. ¹ 45 (71) Научно-производственное объединение

"Дальняя связь" (72) А.Л.Дмитриев и Д.К.Тасев (53) 536.53 (088.8) (56) Авторское свидетелЬство СССР

¹ 2266222222, кл. G01 К 5/18,,1931.

Агейкин Д.И. и др. Датчики контроля и регулирования: Справочник, M., 1965, с.

804 — 805, табл. Vll. 4. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к термометрии, Цель изобретения — упрощение устройства

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам, слу- жащим для. измерения и контроля температуры различных сред, и может быть использовано, например, в автономных сигнализаторах пожароопасности.

Цель изобретения — упрощение устройства при одновременном повышении точно сти измерения.

На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 — электрическая схема устройства.

Устройство (фиг. 1) содержит резервуар .1 с капиллярной трубкой 2, выполненные из диэлектрического материала и заполненные электропроводящей термометрической жидкостью 3, электрод 4, охватывающий резервуар, цилиндрический электрод 5, длина которого равна длине капиллярной трубки, измерительный прибор 6. В электроде 5 выполнена прорезь 7.

„„SU ÄÄ 1696900 А1 7 (s>)s G 01 К 5/16 при одновременном повышении точности измерения. Устройство содержит резервуар с капиллярной трубкой, выполненные из диэлектрического материала и заполненные электроповодящей жидкостью, и два электрода, один из которых выполнен цилиндрическим и размещен коаксиально капиллярной трубке. Другой электрод охватывает наружную поверхность резервуара. При повышении температуры жидкостью внутри трубки перемещается, изменяя емкость цилиндрического конденсатора. На выходе измерительного прибора, к которому подключены оба электрода, вырабатывается электрический сигнал, амплитуда которого характеризует величину температуры.

2 ил.

На электрической схеме устройства (фиг. 2): C> — емкость конденсатора, образованного электродом 4 и электропроводящей термометрической жидкостью 3 в резервуаре 1; Cz — емкость конденсатора, образованного цилиндрическим электродом 5 и столбом электропроводя щей термометрической жидкости в капиллярной трубке 2 длиной I. Обе емкости включены последовательно с ВЧ-генератором, имеющим внутреннее сопротивление RB и сопротивлением нагрузки RH, при этом генератор и сопротивление Вн является частью измерительного прибора 6. Электроды 4 и 5 располагаются на расстоянии, исключающем межэлектродный контакт (фиг. 1).

Работа устройства для измерения температуры происходит следующим образом.

При нагревании резервуара 1 термометрическая электропроводящая жидкость 3, . находящаяся внутри резервуара 1 и капил1696900

Е Е )

2!и г27Г1 где — диэлектрическая постоянная вакуума; г — относительная диэлектрическая

I проницаемость материала, находящегося между термометрической электропроводящей жидкостью в капиллярной трубке и вторым электродом; г1 и rz — радиусы электрода 5 и внутренней полости капиллярной трубки 2.

С учетам пропорциональности и t можно записать С2 = А t, где А — размернь и коэффициент, зависящий от конструктивных особенностей датчика, Выполнив первый электрод 4 в форме распределенного проводника, полностью охватывающего поверхность резервуара, нетрудно обеспечить С » C2, при этом полная электрическая емкость С датчика температуры будет равна

Внутреннее сопротивление показанного на схеме ВЧ-генератора R8 можно установить много меньшим полного сопротивления нагрузки, образованного последовательным соединением емкостного сопротивления датчика 1/о> С и выходного сопротивления R, где й> - частота генератора, При этом напряжение UH на нагрузке R< прямо пропорционально измеряемой температуре т:

Иог С н

0н =

1+вС йн

t (3) при 1/в С»В

UÄ=Uî,eCR„=Оо й>ARí т, (4) .. лярной трубки 2, соосной с электродом 5, перемещается на длину !, прямо пропорционально величине температуры t. Величина емкости цилиндрического конденсатора С2 прямо пропорциональна длине столба >кидкости

15 мометр

40 ные из диэлектрического материала и заполненные проводящей термометрической

45 ющим наружную поверхность резервуара, а.

50 длина первого электрода равна длине ка, пиллярной трубки, 30

35 где U< — напряжение генератора.

Таким образом, на выходе измерительного прибора вырабатывается переменный электрический сигнал, амплитуда которого характеризует величину измеряемой температуры t, Зтот сигнал может быть передан непосредственно на индикатор либо преобразован в цифровой код и передан в систему обработки информации.

Соизмеримость величин С и Сг (фиг.

2), конечное значение величины внутреннеro сопротивления генератора, краевой эффект и т.п, обусловливают нелинейную зависимость амплитуды выходного сигнала ! !н устройства от величины t, Линеаризация этой зависимости обеспечивается заклады I ванием нелинейности противоположного знака в величину емкости С2 путем выполнения электрода 5 с прорезью вдоль образующей, причем форма прорези, точный теоретический расчет которой затруднителен, рассчитывается по экспериментальной методике.

Высокая технико-зкономическая эффективность устройства обеспечивается тем, что в нем может быть использован любой серийно выпускаемый жидкостной теоПредлагаемое устройство имеет простую конструкцию и технологично в изготовлении. Отсутствие контакта термометрическая жидкость- электрод исключает возникновение шумов из-за электрохимических эффектов на границе раздела, что повышает точность измерения.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры, содержащее связанные друг с другом резервуар и капиллярную трубку, выполненжидкостью, и два электрода, подключенных к измерительному прибору, первый из которых выполнен цилиндрическим и размещен коаксиально капиллярной трубке,.о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с.целью упрощения при одновременном повышении точности измерения, второй электрод выполнен охватыва1696900

/Х.

Составитель Е.Рязанцев

Техред М.Моргентал Корректор Н,Король

Редактор Т.Зубкова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 t

Заказ 4298 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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