Устройство для измерения температуры

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<т 970132 (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 23.05. 80 (21) 2929754/18-10 (gq j К 3 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

G 01 К 7/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК,536. 53 (088.8

Опубликовано.301082. Бюллетень ¹.40

Дата опубликования описания 30.10.82 (72) Автор изобретения

И.К.Яичников (у т "1

l !

3 " т л т ю l

Научно-исследовательский институт эксттфриментаЛьнрЯ медицины АМН СССР (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к температурныт измерениям и может быть использовано для прецизионных измерений температуры преимущественно в медико-биологических экспериментах.

Известно устройство для измерения температуры, содержащее измерительный и компенсационный термоэлектрические преобразователи, подключенные к регистрирующему прибору через соединительную коробку 1) .

Однако известное устройство обеспечивает достаточно высокую точность измерения только при постоянстве температуры в соединительной коробке, что в ряде случаев практически трудно осуществимо.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения температуры, содержащее термостатируемый дифференциальный термоэлектрический преобразователь, подключенный к регистрирующему прибору. Места соединений свободных концов термометра с медными проводами, идущими к регистрирующему прибору, для обеспечения постоянства температуры помещают в специальное устройство стационарного типа. Простейшим стационарным устройством, позволяющим в известной мере стабилизировать температуру свободных концов, является коробка для свободных концов (2).

Недостатком этого устройства является значительная погрешность измерения при резких перепадах температуры на коробке для свободных концов из-за возникающих паразитных термо-ЭДС. Использование же массивной коробки для лучшей стабилизации не всегда представляется возможным, например, в условиях медико-биологических эксттериментов, когда коробку для свободных концов приходится размещать на теле животного.

Цель изобретения — повышение точности температуры.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения температуры, содержащее измерительный дифференциальный термоэлектрический преобразователь, реГистратор и термостат, введен идентичный измерительному дополнительный термоэлектрический преобразователь, один спай которого помещен в термостат, а другой совместно со свободным спаем измерительного дифференциального термоэлектрического преобразователя раз970132 меще н в тепловырав нивающем корп усе, причем оба термопреобразователя подключены к регистратору последователь— но в противоположной полярности.

На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 — вариант конструктив- 5 ного выполнения разъемного соединения при размещении тепловыравнивающего корпуса на голове животного при точных измерениях температуры глубоких стуртур головного мозга. 10

Устройство содержит измерительный дифференциальный термоэлектрический преобразователь 1 с рабочим спаем помещаемым в измеряемую среду, и свободным спаем 3, дополнительный дифференциальный термоэлектрический преобразователь 4 со спаями 5 и б, один из которых (б ) помещен в термостат. Спаи 3 и 5 термоэлектрических преобразователей 1 и .4 размещены один возле другого в тепловыравнивающем корпусе 7 в длинном глухом канале 8, диаметр которого на 10-20% превышает сумму диаметров помещенных в него термоэлектродов Оба термопреобразователя 1 и 4 подключены последовательно в противоположной полярности через коммутирующий разъем 9 к регистратору 10, в качестве которого может быть использован автоматический потенциометр. Для измерения температуры в головном мозге животного (кролика) можно испольJ зовать медноконстанта.новые термоэлектрические преобразователи с тер.лоэлектродами диаметром 0,15 мм одной серии выпуска .

Вживляемый В головной моз г диф ференциальный термоэлектрический преобразователь 1 спаем 2 в излучаемую структуру мозга, а спаем 3 — 4О в .канал 8 медного тепловыравнивающего корпуса 7 медной муфты 11, ввинчивающейся в медное основание 12, обеспечивающих равенство температур спаев 3 и 5 термоэлектрических преобразователей 1 и 4. Для коммутации обоих термоэлектрических преобразователей используют медные термоэлектроды, не дающие на контакте термо-ЭДС на разъеме 13 (типа РС-10). 5G

Всю описанную выше конструкцию закрепляют на костях 14 черепа., .Устройство работает следующим образом. При помещении спая 2 в измеряемую среду (мозг) в цепи термопреобразователя 1 возникает термоЭДС, пропорциональная разности температур между спаями 2 и 3. В цепи дополнительного термопреобразователя 4 также существует термоЭДС, пропорциональная разнице температур между его спаями 5 и 6. По условиям измерения термо-ЭДС дифференциального термоэлектрического преобразователя 1 изменяется как в 65 связи с колебаниями температуры исследуемой среды, так и в связи с колебаниями температуры на тепловыравнивающем корпусе 7, точнее — на спае 3. Термо-ЭДС термоэлектрического преобразователя 4 изменяется толь— ко из-за колебаний температуры на тепловыравнивающем корпусе, точнее на спае 5, поскольку спай б помещен в термостат. Колебания температуры на тепловыравнивающем корпусе 7 доходят до спаев 3 и 5 одновременно благодаря предварительному рассеиванию на материале корпуса, хорошо проводящем тепло, и выравниванию тепловых потоков вдоль термоэлектродов в достаточно длинном (порядка

150 диаметров термоэлектродов g кана— ле 8.

За счет встречного включения обоих термопреобразователей 1 и 4 происходит взаж ная компенсация тех изменений термо-ЭДС, которые вызваны колебаниями температуры на тепловыравнивающем корпусе, т.е. на спаях 3 и 5.

Таким образом, на регистратор 10 поступает термо-ЭДС, обусловленная только разницей температур между спаями

2 и б.

Точность измерения температуры оп. ределяется техническими характеристиками термоэлектрических преобразователей, которые желательно изготавливать из материалов одной серии выпуска, точностью термостатирования спая 6 дополнительного дифференциального те 1юэлектрического пре„образователя 4 и точностью уравнивания колебаний температуры на спаях

3 и 5, размещенных в тепловыравниваю щем корпусе 7.

Ошибка измерения температуры предлагаемы устройством для типовых условий проведения медико-биологических экспериментов не превышает

+ 0,005 C.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры, содержащее измерительный дифференциальный термоэлектрический преобразователь, регистратор и термостат, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен идентичный измерительному,цополнительный термоэлектрический преобразователь, один спай которого помещен в термостат, а другой совместно со свободным спаем измерительного дифференциального термоэлектрического преобразователя размещен в тепловыравнивающем корпусе, причем оба дифференциаль ных термоэлектрических

970132 преобразователя подключены к регистратору последовательно в противоположной полярности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 625138, кл. G 01 К 7/00, 1977.

2. Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы. М., "Энергия", 1978, с. 94 (прототип).

970132

Составитель В. Голубев

Редактор A. Orap Техред Т.Фанта КорректорГ. Огар

Заказ 8372/48 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по деЛам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4