Способ измерения температуры

 

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, ц 54487 5

Савв Советских

Социалистических

Реслу0лик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.05.75 (21) 2130422/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.01.77. Бюллетень № 4

Дата опубликования описания 21.03.77 (51) М. Кл.- G 01К 7/34

Государственный комитет

Сове1а Министров СССР (53) УДК 536.52(088.8) но делам нзооретеннй н открытии (72) Авторы изобретения

В. В. Чечкин и А. И. Лейченко в

Ф (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к области температурных измерений.

Известны способы измерения температуры, основанные на изменении термо-ЭДС между спаям и из раз породных материалов при различных температурах (эффекты Пельтье, Эсебека) (1, 2).

Недостатком таких способов является то, что используемые термодатчики имеют малую термо-ЭДС, из-за высокой концентрации у них носителей зарядов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ измерения температуры с помощью пироэлектрического кристалла (3).

Так как пироэлектрик обладает спонтанной поляризацией Р„связывающей свободные электрические заряды, то любые ее изменения вызывают освобождение зарядов того или иного знака в зависимости от вида изменения (нагрев или охлаждение), а следовательно, возникновение тока в измерительной цепи. Крутизна спада Р, увеличивается с ростом температуры. Однако если температура не меняется, то спонтанная поляризация скоро нейтрализуется свободными зарядами из атмосферы и за счет существующей внутренней проводимости. Это является недостатком известного способа, так как датчики на основе пироэлектрического кристалла имеют низкую чувствительность и недостаточное быстродействие.

Цель изобретения — повышение чувствительности и быстродействия.

Это достигается тем, что по предлагаемом способу пироэлектрик возбуждают путем облучения одного из его электродов тепловыми импульсами постоянной мощности и частоты, 10 в то время как другой электрод находится в тепловом контакте с измеряемым телом, и по величине генерируемого пироэлектриком переменного напряжения судят об измеряемой температуре.

Пироэлектрик используют в так называемом динамическом режиме, т. е. когда в нем возбуждаются тепловые колебания с амплитудой Л Т около некоторой рабочей температуры Т. Если поддерживать амплитуду и ча20 стоту этих колебаний постоянными и изменять рабочую температуру, то во внешней цепи пироэлектрика индуцируется переменный ток, возрастающий по мере повышения температуры до температуры Кюри Т,. Таким образом,.

25 каждой температуре соответствует определенная величина пиротока, так как при этом пироэлектрпк генерирует переменный ток, то используя простейший усилитель, его легко усилить и измерить.

30 На чертеже показана схема датчика темпе544875

Формула изобретения

Составитель В. Костин

Тсхрсд Л. Гладкова

Корректор А. Степанова

Редактор T. Рыбалова

Заказ 358/9 Изд. № 195 Тираж 829 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раугиская иаб., д. 4, 5

Типография, пр. Сапунова, 2 ратуры для осуществления предлагаемого способа.

Датчик состоит из пироэлектрического кристалла 1, светодиода 2, низкочастотного генератора 3 и усилителя с индикатором 4.

На пироэлектрнк падают тепловые импульсы светодиода, возбуждаемого генератором 3.

Тепловые колебания, возникающие в пироматериале, вызывают переменный пироэлектрический ток, величина которого при различной температуре кристалла разная. Усиление и измерение пироэлектрического тока осуществляется усилителем 4.

Применяя пироэлектрические кристаллы с разными Ти в качестве термочувствительных элементов, можно измерять температуру в интер вале — 50 — 600 К.

Использованием в датчике рассмотренной конструкции пироэлектрнческого кристалла германата свинца PbqGeqO> с 15%-ной добавкой кремния Si, галлийиндиевого светодиода, усилителя переменных сигналов с К=10 — 10" можно получить максимальную чувствительность в интервале 20 — 70 С, равную

А= 10-" в/град.

Эти датчики могут быть использованы для измерения температур агрессивных сред.

Способ измерения температуры, основанный на примененная пироэлектрического кристалла в качестве термочувствительного элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и быстродействия, пироэлектрик возбуждают путем облучения одного из его электродов тепловыми импульсами постоянной мощности и частоты, в то время как другой электрод находится в тепловом контакте с измеряемым телом, и по величине генерируемого пироэлектрнком переменного напряжения судят об измеряемой температуре.

Источники информации, принятые во внима20 нпе при экспертизе:

1. Авт. св. № 359544, кл. G 01К 7/34, 1972.

2, Авт. св. № 354289, кл. G 01К 7/34, 1972.

3. Львов М. A. Приборы теплотехнического контроля. M., Машгиз, 1952, с. 186 — 191 (про25 тотип) .