Измеритель температуры

Измеритель температуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕМПЕРЙФУРЫ, соIдержащий термочувствительный элемент, расположенный между катушками воэбуждения и связи, соединенными с блоком возбуждения колебаний, измеритель частоты , подключенный к блоку возбуждения колебаний, о.тличающийс я тем, что, с целью расширения верхнегх) предела диапазона измеряе1Ф1х температур и обеспечения возможности изменения температурного козф фициента частоты, в него введен.источник регулируемого магнитного поля, в которое помещен термочувствительный элемент, выполненный Я9 анизотропного антифер-. ромагнетика.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) %5)) < 01 К 7 32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOfAf СВИДЕТЕЛЬСТВ

Г

)М

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3364904/18-10 (22) 22.10.81 (46) 15.04.83. Бюл. Р 14 (72) Н.Н. Евтихиев„ В.Л. Преображенский, В.Н. Шумилов,- Н.А. Экономов и С.A. Погожев (71) Московский институт радиотехники, электроники и автоматики (53) 536.53 (088.8) (56) 1.авторское свидетельство СССР

9 414498, кл. 6 01 К 7/34, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9 777481 i кл, G 01 К 7/32, 1980.

3. Новицкий П.В., Кнорринг В.Г., Гутников В.С. Цифровые приборы с частотными датчиками. Л., "Энергия", 1970, с. 113 (прототип) ° (54) (57) ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕМПЕРЮТУРЫ со держащий термочувствительный элемент, расположенный-между катушками возбуж дения и связи, соединенными с блоком возбуждения. колебаний, измеритель частоты, подключенный к блоку возбуждения колебаний, о т л и ч а в щ и йс я тем, что, с целью расажрения верхнего предела диапазона измеряемых температур и обеспечения воэможности . изменения температурного коэффициента частоты, в него введен-источник регулируемого магнитного поля, s которое помещен термочувствительный элемент, выполненный из анизотропного антифер-, ромагнетика, Ф

1012044

Изобретение относится к технике измерения температуры, а точнее к измерителям температуры, действие которых основано на изменении резонансной частоты чувствительного эле мента при изменении температуры. 5

Известны измерители температуры, содержащие блок возбуждения колебаний, соединенный с чувствительным элементом, выполненным, например из ниобата лития 1 ), кварца (,2 . 10

Недостатками таких измерителей являются.узкий диапазон измеряемых температур, сложность изготовления чувствительного элемента с заданными характеристиками ° 15

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является измеритель температуры, содержащий .термочувствительный элемент, расположенный между катушками возбуждения и связи, соединенными с блоком возбуждения колебаний, измеритель частоты, подключенный к блоку возбуждения колебаний, а также постоянный магнит (3 ).

Недостатком данного измерителя является узкий диапазон измеряемых температур, а также невозможность подстройки температурного коэффициента частоты (ТКЧ) измерителя температуры.

Цель изобретения — расширение верхнего предела диапазона измеряемых температур и обеспечение возможности изменения ТКЧ.

Поставленная цель достигается тем,что в измеритель температуры введен источник регулируемого магнитного поля, в которое помещен термочувствительный элемент, выполненный из анизотропного антиферромагнетика. 40

На фиг. 1 представлена конструкция измерителя температуры; на фиг..2 зависимость температурно-.частотных характеристик измерителя от величины внешнего магнитного поля Н с термочувствительным элементо 4 из гематита.

Измеритель температуры содержит термочувствительный элемент 1, который с помощью траверс крепления 2 с зазором расположен между катушками возбуждения 3 и связи 4 (часть катушек не показана), блок возбуждения колебаний 5, измеритель частоты б и источник регулируемого магнитного поля 7.

Термочувствительный элемент выпол- 55 нен из высокотемпературного анизотропного антиферромагнитного материала с анизотропией. типа "легкая плоскость", т.е. таких кристаллов, в которых;магнитные моменты ионов в сос- 60 тоя2ии равновесия ориентируются в базисной кристаллографической плоскости, с плоскостью, перпендикулярной кристаллографической оси третьего порядка, напРимеР,гематита (F g 0 ).)" 65

Для устранения нежелательных факторов, влияющих на резонансные свойства чувствительного элемента, он может быть защищен герметичным немагнитным кожухом.

Для того, чтобы катушки связи и возбуждения не оказывали влияния друг на друга, они намотаны ортогонально друг к другу, а их оси для эффективности возбуждения направлены под углом 45 к направлению внешо него магнитного поля Н.

Измеритель температуры работает следующим образам.

С блока возбуждения колебаний на катушку 3 подается сигнал с изменяющейся во времени частотой.При совпадении частоты сигнала возбуждения с собственной резонансной частотой термочувствительного элемента 1 в катушке связи 4 наводится сигнал максимальной амплитуды. Частота наведенного сигнала однозначно соответствует температуре, при которой находится термочувствительный элемент.

Измеритель температуры также может быть построен по схеме автогенератора. В этом случае в качестве блока возбуждения используется усилитель, в цепь положительной орратной связи которого включаются катушки возбуждения и связи. При этом частота генерируемых колебаний однозначно связана с измеряемой температурой.

Как видно из зависимостей, приведенных на фиг. 2, собственная резонансная частота термочувствительного элемента при значении магнитного поля, превышающего некоторое значе-. ние Н„, линейно изменяется с температурой, а изменение величины магнитного поля вызывает изменение

ТКЧ. Увеличение силы. магнитного поля приводит к уменьшению величины ТКЧ.

Такой характер аависимости определяется сильным вкладом магнитной подсистемы кристалла в механизм магнитоупругих акустических колебаний термочувствительного элемента.

Зависимость ТКЧ термочувствительного элемента от величины внешнего магнитного поля позволяет производить пОдстройку .ТКЧ измерителей температуры и тем самым добиваться высокой идентичности их параметров.

Использование измерителя температуры на основе термочувствительного элемента иэ высокотемпературного анизотропного антиферромагнетика позволяет расширить верхнюю границу измеряемых температур до +400ОС, при сохранении высокой чувствитель ности и линейности преобразования, обеспечить возможность подстройки

ТКЧ измерителя температуры.

Так измеритель температуры с термочувствительным элементом из

1012044

441

Составитель В. Куликов

Редактор Т. Веселова Техред М. Гергель

Корректор A. Дзятко

Заказ 2747/50 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 гематита.имеет диапазон измеряемых .температур от -10 до +310 C и более.

Нижняя граница-измерейия. определяется температурой перехода Морина в гематите,обусловленного ориентационным переходом материала из легко- плоскостной слабоферромагнитной фазы в антиферромагнитную с анизотропией типа "легкая ось", а верхняятемпературой фазового перехода в точке Нееля (T = 660 C). линейность. измерителя температуры лучше 0,15% в диапазоне температур 0 - 210ОC. Диапазон перестрой ки ТКЧ 4,5-10 - 4-10 град . Точ.-Ч ность измерения темпетаруры 0,02 С.