Электроизмерительный прибор
Патент 1132239
Авторы
Классы МПК
Электроизмерительный прибор
Иллюстрации
Реферат
1. ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР, содержащий выполненньм из прозрачного материала герметичный цилиндрический баллон с заполняющей средой, размещенный внутри баллона резистивный электронагреватель в виде снабженного термоиндикаторным покрытием проводника, подключенного к токовводам одним концом KeqTко , а другим концом - с помощью упругого элемента и имеющего переменное по длине поперечное сечение, наибольший периметр Р,,, которого связан с длиной Ср рабочей части соотношением f 10, внешний подвижный трубчатьш кожух с продольным вырезом и отсчетной шкалой на внутренней поверхности , обращенной к вьфезу, о тличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности за счет снижения температурных погрешностей, заполняющая баллон среда выбрана с положительным температурным коэффициентом теплопроводности. , 2. Прибор по п. 1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что результирующий коэффициент К теплопроводности заполняющей среды выбран из соотношения Тк-ГТо йТГ (Л где Ко постоянный коэффициент, близкий к единице; Тц - критическая температура термоиндикаторного покрытия J TO - номинальная температура окружающей среды; со ISD ю дТ возможное отклонение температуры окружающей среды от номинального значения. со со
CQ03 СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
G 01 R 19-GO
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
/цOIlHCAHHE ИЗОБРЕТЕН
К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ вЂ” ./ (21) 3560998/24-21 (22) 30.11.82 (46) 30.12.84. Бюл. Н- 48 (72) В.П. Медони и К.M. Цайреф (71) Кишиневский научно-исследовательский институт электроприборостроения Научно-производственного объединения "Микропровод" (53) 621.317.7(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
N - 423057, кл. С 01 R 19/00, 1972.
2. Авторское свидетельство СССР
У 932416, кл. С 01 R 19/00, 1979. (54) (57) 1. ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ
ПРИБОР, содержащий выполненный из прозрачного материала герметичный цилиндрический баллон с заполняющей средой, размещенный внутри баллона резистивный электронагреватель в виде снабженного термоиндикаторным покрытием проводника, подключенного к токовводам одним концом жестко, а другим концом — с помощью упругого элемента и имеющего переменное по длине поперечное сечение, наибольший периметр Р которого связан с дли„.SUÄÄ 1132289 A ной Вр рабочей части соотношением е 10, внешний подвижный трубчатый кожух с продольным вырезом и отсчетной шкалой на внутренней поверхности, обращенной к вырезу, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности за счет снижения температурных погрешностей, заполняющая баллон среда выбрана с положительным температурным коэффициентом теплопроводности. ,2. Прибор по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что результирую-щий коэффициент K теплопроводности заполняющей среды выбран из соотношения
К К
Т„- То +4Т) где j(— постоянный коэффициент, близкий к единице", Т вЂ” критическая температура тер- Я моиндикаторного покрытия
10 — номинальная температура окружающей среды, 4Т вЂ” возможное отклонение температуры окружающей среды от номинального значения.
1132239
Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при измерениях электрического тока .либо других функциональна .связанных с ним величин. 5
Известен электроизмерительный прибор, содержащий резистивный электронагреватель с переменным по длине поперечным сечением, выполненным в виде плоского проводника треугольной формы, термоиндикаторное покрытие, нанесенное на поверхность электронагревателя, отсчетную шкалу, воспроизведенную на стекле, расположенном поверх термоиндикаторного -по- 15 крытия на слюдяных прокладках E1j.
Недостатками известного устройства являются малая чувствительность, низкая точность и невысокое быстродействие. Малая чувствительность обу-20 словлена тем, что теплообмен между . наиболее и наименее нагретыми частями электронагревателя осуществляется не только по телу самого чувствительного элемента, но и в равной мере через другие детали, имеющие с электронагревателем прямой контакт, вследствие чего имеет место значительное снижение температурного градиента по длине чувствительного 30 элемента. Низкая точность вызвана дестабилизирующим влиянием потоков воздуха на температуру нагрева электронагревателя. Невысокое быстродействие связано с тем, что постоянная времени нагрева чувствительного элемента определяется тепловой инерцией не только собственно электронагревателя, но и собранных с ним в единый монолит платы, слюдяных прокладок и 4р стекла.
Наиболее близким к изобретению является электроизмерительный прибор, содержащий выполненный из прозрачного материала герметичный ци, — 45 линдрический баллон с заполняющей средой произвольного характера, размещенный внутри баллона резистивный электронагреватель в виде снабженного термоиндикаторным покрытием про- 5О водника, подключенного к токовводам . одним концом жестко, а другим концом — с помощью упругого элемента и имеющего переменное по длине поперечное сечение, наибольший периметр которого связан с длиной $p рабочей части соотношением р„ )10, внешний подвижный трубчатый кожух с продольным вырезом и отсчетной шкалой на внутренней поверхности, обращенной к вырезу (2).
Недостатком указанного устройства является невысокая точность измерения, обусловленная погрешностями при колебаниях температуры окружающей среды.
Цель изобретения — повышение точности устройства за счет снижения гемпературных погрешностей.
Поставленная цель достигается тем, что в электроизмерительном приборе, содержащем выполненный из прозрачного материала герметичный цилиндрический баллон с заполняющей средой, размещенный внутри баллона резистивный электронагреватель в виде снаб-. женного термоиндикаторным покрытием проводника, подключенного к токовводам одним концом жестко, а другим концом — с помощью упругого элемента и имеющего переменное по длине поперечное сечение, наибольший периметр Р> которого связан с длиной рабочеи части соотношением — э10 е, ри ! внешний подвижный трубчатый кожух с продольным вырезом и отсчетной шкалой на внутренней поверхности, обращенной к вырезу, зайолняющая баллон среда выбрана с положительным температурным коэффициентом. теплопроводности.
Результирующий коэффициент К теплопроводности заполняющей среды выбран из соотношения
K= l1) т, -(т, + т) где Ко — постоянный коэффициент, близкий к единице, T< — критическая температура термоиндикаторного покрытня, номинальная температура окружающей среды; лТ вЂ” возможное отклонение температуры окружающей среды от номинального значения.
На чертеже представлен один из вариантов предлагаемого устройства, общий вид.
Устройство содержит цилиндрический стеклянный баллон 1, внутри которого размещен резистивный электронагреватель 2, выполненньпл в виде
1132239 отрезка микроировода с непрерывно изменяющимся по длине по определенному закону поперечным, сечением. На боковую поверхность электронагревателя 2 нанесено обратимое термоиндикаторное (люминесцентное) покрытие с критической температурой Т„ контрастного цветового перехода в пределах температуры нагрева электронагревателя 2 протекающим через него элек- 1О трическим током. Отсчетная шкала 3 прибора воспроизведена непосредственно на внутренней поверхности трубчатого кожуха 4, охватывающего баллон
1 и установленного с возможностью 15 перемещения относительно продольной
% оси последнего. Если, например, сопротивление электронагревателя 2 изменяется по длине обратно пропорцио- нально квадрату тока, то шкала 3 может бьгть выполнена линейной. Подвес электронагревателя 2 (с целью исключения .его провисания вследствие теплового. удлинения при протекании через него электрического тока) осуществля-25 ется с помощью упругого элемента (компенсационной микропружины) 5, второй конец которого подключен к токовводу 6. Перемещением кожуха 4 относительно баллона 1 представляется возможным регулировать начальную точ- ку шкалы прибора. Внутренняя полость баллона 1 заполнена наполнителем (например, СО1) либо смесью жидкостей или газов с положительным коэф35 фициентом К теплопроводности, величина которого зависит от критической температуры ТК термоиндикаторного покрытия, от номинальной температуры То окружающей среды и ее отклонения лТ в соответствии с соотношением (1) .
Входящий в указанное соотношение постоянный коэффициент Ко определяется эмпирически.
Принцип действия и механизм функ- 45 ционирования электроизмерительного прибора состоит в сЛедующем.
Закон распределения температуры . по длине резистивного электронагревателя 2 при протекании через него из- 50 меряемого электрического тока представляет в данном случае монотонно убывающую функцию линейной координаты Х . Критическое поперечное сечение электронагревателя 2 с линейной ко- 55 ординатой Мгр, температура непосредственно у которого при протекании измеряемого электрического тока равна значению критичесКой температуры
Т<термоиндикаторного покрытия, разграничивает рабочий участок электронагревателя 2 на две окрашенные в различные цвета (и и оттенки) примыкающие друг к другу зоны. Температура на1.рева поверхности электронагревателя 2 в пределах первой зоны заведомо выше, а второй зоны — ниже, чем критическая температура Тк термоиндикаторного покрытия. При прочих равных условиях величина протекающего через электронагреватель 2 тока однозначно определяет закон распределения температуры нагрева поверхности по его длине, расположение и протяженность обеих цветовых зон и, следовательно, положение разделяющей их поперечной линии контрастного цветового перехода. Изменение величины протекающего через электронагреватель 2 тока неизбежно деформирует кривую распределения температуры по его дли,не, изменяет длину цветовых зон, вызывает соответствующее смещение поперечной линии контрастного цветового перехода.,При увеличении протекающего через электронагреватель 2 тока длина первой зоны возрастает, а длина второй зоны соответственно уменьшается. При уменьшении тока изменение протяженности двух зон происходит в противоположную сторону.
Таким образом, по длине. цветовых зон„ расположению поперечной линии контрастного цветового перехода представляется возможным судить о величине измеряемого электрического тока.
При фиксированном значении электрического тока смещение границы цветовых зон происходит при изменении температуры окружающей среды. А именно, при ее увеличении граница цветовых зон смещается в область больших токов. В случае применения наполнителя с положительным температурным коэффициентом К теплопроводности, удовлетворяющим соотношению (1), подобного смещения границы в область больших токов при увеличении температуры окружающей среды не происходит, так как имеет место компенсация из-за увеличения теплоотдачи в окружающую среду (с нагревателя 2 через наполнитель баллона
1) . Показания электроизмерительного
1132239
Составитель Л. Морозов
Техред Ж.Кастелевич Корректор " Ше"маР
Редактор М. Петрова
Заказ 9786/38
Тираж 710 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 прибора в данном случае слабо либо совсем не зависят от температуры окружающей среды. Тем самым повыша— ется точность прибора, а также расширяется его температурный диапазон.