Датчик температуры с частотным выходом

 

263936

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Кч 421 10/03

Заявлено 11.Х1.1968 (№ 1283240/18-10) с присоединением заявки № 1283239/18-10 и

¹ 1 282098/1 8- 10

Приоритет

МПК G Olk

УДК 536 5 538 665(088 8) Комитет по делам иаобрвтеиий и открыти, при Совете Министров

СССР

Опубликовано 10.11.1970. Бюллетень ¹ 8

Дата опубликования описания 8Л 1.1970

Авторы изобретения

"!

В. А. Голембо и Б. И. Швецкий

Львовский ордена Ленина политехнический инст тут

F ß ЯЩ ЩА

3 аявитель

ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ С ЧАСТОТНЫМ ВЫХОДОМ

Настоящее изобретение относится к области измерения температуры электрическими методами, в частности, с помощью элементов с зависимым OT температуры коэффициентом магнитной индукции (ТКИ).

Известные датчики температуры с частотным выходом, содержащие термочувствительный элемент, выполненный Б виде ферритового сердечника с отрицательной зависимостью температурного коэффициента магнитной индукции и включенный .в блок преобразования индукции в частоту, например, с помощью

Н1-мультивибратора, обладают недостаточной чувствительностью.

Предлагаемый датчик снабжен дополнительным термочувствительным элементом, выполненным в виде ферритового сердечника с голожительной зависимостью температурного коэффициента магнитной индукции в диапазоне измеряемой температуры, например из феррита-хромита лития, и включенным B схему дополнительного HL-мультивибратора, а к выходам мультивибраторов подключен блок вычитания частот.

Такое выполнение датчика повышает его чувствителbHîcTb.

На фиг. 1 изображена блок-схема описываемого датчика; на фиг. 2 — зависимость магнитной индукции термочувствительных элементов от температуры, Датчик содержит термочувствительные элементы (ТЧЭ) 1 и 2, выполненные в виде ферритовых сердечников с противоположными по знаку температурными коэффициентами маг5 нитной индукции (ТКИ). Катушки 8 и 4 ТЧЭ включены в блоки 5 и б преобразования магнитной индукции в частоту, выполненные, например, в виде RL-мультивибраторов и включенные в блоки 7 вычитания частот. Оба ТЧЭ

10 расположены в одном корпусе (на чертеже не показан) и воспринимают одну и ту же температуру.

Большинство ферромагнетиков имеет отри15 цательную зависимость ТКИ. Для получения положительной зависимости ТКИ можно применить ферриты с аномальной зависимостью индукции от температуры (фиг. 2). Здесь точка К вЂ” температура Кюри Ок, точка Н

20 температура Нееля Он, точка С вЂ” точка термостабильной индукции при температуре стабилизации Ос . Между точкой Нееля и точкой термостабильной индукции,в интер вале температур Он — Oc существует, восходящая

25 ветвь, имеющая положительный знак ТКИ (выделена утолщенной линией) .

Восходящую ветвь зависимости магнитной индукции от температуры имеют ферриты,редкоземельных металлов — гадолиния, тербия, 30 диспрозия, гольмия, эрбия и тулия. Она су263936

15 ществует у феррита-хромита лития и у некоторых полиферритов.

При понижении, например, измеряемой тем:пературы индукция ТЧЭ 1 будет возрастать, а индукция ТЧЭ 2 будет уменьшаться. На выходе,вычитающего блока 7 разностная частота возрастет,при равенстве по модулю ТКИ обоих ТЧЭ в два раза и чувствительность датчика возрастет тоже в два раза.

Применение датчика для измерения температуры в одной точке по дифференциальной схеме с использованием ферритов с противоположными знаками ТКИ возможно в области температур примерно от — 200 до +100 С, где описанные, выше ферриты имеют восходящую ветвь с положительным знаком ТКИ.

При выборе диапазона работы датчика в области термостабильной индукции Ос (фиг. 2) ТЧЭ 2 может выполнять, роль компенсационного элемента, устраняющего влияние колебаний температуры окружающей среды. В этом случае датчиком температуры служит ТЧЭ 1, помещаемый в зону измеряемой температуры, а ТЧЭ 2, находясь при температуре окружающей среды, служит компенсационным элементом. Для перечисленных выше ферритов с аномальной характеристикой точка термостабильной индукции находится в интервале температур от — 70 до + 170 С.

Описанный датчик может быть использован в качестве компенсационного элемента, в котором оба ферритовых сердечника связаны общей обмоткой, обеспечивающей постоянный сигнал, не за висящий от температуры окружающей среды.

Такой коменсационный элемент может быть применен в комплекте с различными электрическими датчиками измерения неэлектрических величин, а также в других устройствах с использованием ферритов, в которых необходимо устранение влияния колебаний температуры окружающей среды.

Аналогичный эффект применения датчика достигается также в устройствах с амплитудным выходом.

Пред м ет из о бр етени я

Датчик температуры с частотным выходом, содержащий термочувствительный элемент, выполненный в виде ферритового сердечника с отрицательной зависимостью температурного коэффициента магнитной индукции и включенный в блок преобразования индукции в частоту, например, с помощью RL-мультивибратсра, отличающийся тем, что, с целью повышения.чувствительности, он снабжен дополнительным термочувствительным элементом,,выполненным в виде феррито вого сердечника с положительной зависимостью температурного коэффициента магнитной индукции в диапазоне измеряемой температуры, например из феррита-хромита лития, и,включенным в схему дополнительного RL-мультивибратора, а к выхсдам мультивибраторов подключен блок вычитания частот.

263936 ву ФЪг. Z

Составитель М, И. Фримштейн

Редактор С. И. Хейфиц Техред А. А. Камышникова Корректор А. М. Глазова

Заказ !393;2 Тираж 500 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, Я