Патент ссср 359544

 

O n V C A H"И - -Е.

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт, свидетельства №вЂ”

Заявлено 30. III.1971 (№ 1640180/18-10) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

ОпубликованоОЗ.XI I.1972. Бюллетень ¹ 35

Дата опубликования описания 19.XII.1972

М.Кл. G 01k 7/34

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 536.37(088.8) Н, P Иванов, С. Д. Пельц, Л. А. Шувалов, В. H. Анисимова и

И. А. Вел ич ко

Авторы изобретения

Заявитель

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ СРЕДЫ

Изобретение, относится к области измерительной техники и предназначается для определения температуры различных сред.

Известен способ измерения температуры, заключающийся в,измерении разности потенциалов между,полярными срезами,пироэлектрика.

Для определения абсолютного значения температуры изменяют температуру пироэлектрика, относящегося к,классам 1 или т, например тригидроселенита лития,,на величину, .меньшую допустимой ошибки измерения, одновременно с измерением,величины заряда между основными срезами пироэлектрика измЕряют,величину заряда .между срезами, перпендикулярньвми к основным срезам, .и плоскостью вращения поляризации;при данной температуре, и по отношению величин зарядов судят о температуре среды.

Физическое обоснование предлагаемого способа заключается в следующем, Кристаллофизическое;рассмотрение дает 10,классов к ристаллов, обладающих пи роэлектрическим эффектом. В 8 классах вектор поляризации имеет определенное .направление, связанное с элементами симметрии кристаллов, которое не изменяется п ри,изменении вне пинк условий, В 2 классах (I и т) вектор, поляризации может изменять свое направление в п роспранстве (в классе т.вектор .может поворачиваться

2 только в плоскости симметрии кристалла). .Проведенными исследованиями установлено, что угол поворота вектора поляризации зависит от абсолютного значения температуры и их можно поставить .во .взаимно однозначное соответствие.

Для измерения тем|пературы удо|бно, однако, определять угол поворота вектора п роизводной

10 — >dP поляризации IIO температуре — — относительно

dТ какого-либо направления в кристалле, который

15 также однозначно зависит от температуры в широковом температурном интервале. Чтобы .измерить этот угол, следует дать кристаллу приращение температуры Л Т, меньшее точности, с которой измеряется абсолют|ное значение

20» одновременно при изменении температуры измерить, разность потенциалов

ilare>rvr.ó двумя парами срезов.

Изменить температуру,кр исталла можно либо при помощи нагревательного элемента, 25 либо приложив к кристаллу разность потенциалов соответствующего знака и .величины (т. е. используя элект рокалорический эффект) .

Выведем формулу для определения искомого угла, Максимальный заряд (Q) в резульзо тате, приращения температуры будет в срезах, ° г „

359544

q=sлт(— ), dP тору

1 т — ).

Q,=s,üò() aosv

dP нормаль к которым параллельна вектору—

В этом случае: где S — площадь среза.

При другом расположении срезов, когда яормаль tK ним расположена под углом Ч" к;векДля второй пары срезов, расположенных перпендикулярно к первой

О2 = Я2 Л Т (— — ) sin V

Из этих формул находим:

tgV = — 1Яг 2QI

На чертеже представлен один из .вариантов устройства для,осуществления предлагаемого способа.

Устройство содержит датчик, выполненный в виде чувствительного монок1ристаллическото элемента 1, при надлежащего,к классу 1 или и и двух па р электродов 2, 8 .и 4, 5. Каждая пара электродов подключена к блокам измере ния величин зар ядов 6 .и 7, выходы которых соединены с блоками 8 .вычисления отношения величин з@ря дов, пропор ционалыного величине

tg V, а следовательно, и абсолютной .величине температуры,;регистрируемой блоком 9.

Работает уст1ройство следующим образом.

Изменяют температуру датчика на величину

Л T — меньшую наперед, заданной ошибки измерения температуры. При этом в любой отрезок времени когда из меняется температура кристалла, измеряют;заряд, возникающий .на электродах 2 и 8 — Яь 4 и 5 — Q бл оками б и 7. Блок 8 вычисляет угол tg Ч" (площади S, и

5з заРанее известны) и, сРавниваЯ значение этого угла с кривой tg Ч" (Т), полученной при градуировке датчика с данным;типом моно10 кристаллов, определяет температуру Т, которая фиксируется регистрирующим блоком 9.

Рассмотрим погрешность в определении tgV в зависимости от Q и ®

Гб A (tg Чт ) =,",— + @"

2 Я2 где AQ> и ЛЯз — ошибка в измерении зарядов

Q) и Q2. Из этой формулы видно, что ошибка в измерении тангенса угла, а следовательно, и

20 температуры резко у1меньшается,при стремле.нии Q к нулю. Таким образом, точность определения, абсолютного з н ач ен и я тем пер атум ы возрастает, когда Ч" ст1ремится к нулю.

Предмет изобретения

Способ определения температуры среды путем измерения разности потенциалов между

З0,полярными срезами пироэлектрика, отличаюи(ийся тем, что, с ц елью определения абсолютного з начения температуры, изменяют темпе,ратуру,пи1роэлектрика, относящегося к класса,м 1,или и, например тригидроселенита лития, на .величину, меньшую допустимой ошибки измерения, од повременно с измерением величины заряда между основными срезами пи;роэлектрика измеряют величину за|ряда между срезами, пе1р пендикуля рными к основным сре40 зам, и плоскостью вращения поляризации при данной температуре, и по отношению:величин зарядов судят о температуре оре1ды.

Составитель В. Агапова

Редактор Л. Струве Текред Л Богданова

Корректор T. Гревцова

Заказ № 5612 Изд. № (1773 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Я-З5, Раушская наб., д. 4/5

Загорская типография