Датчик температуры

Датчик температуры

Реферат

 

Изобретение относится к области приборостроения, а более конкретно - к дилатометрическим датчикам температуры со струнными преобразователями. Сущность: датчик содержит дилатометрический чувствительный элемент, струну и блок преобразования колебаний струны в электрический сигнал. При этом струна прикреплена к чувствительному элементу. Кроме того, дилатометрический элемент выполнен П-образной формы. Струна при этом выполнена в виде ленты с концевыми утолщениями, которыми она жестко закреплена на стойках дилатометрического чувствительного элемента. Технический результат: повышение точности и уменьшение постоянной времени. 1 ил.

Изобретение относится к области приборостроения, а более конкретно - к дилатометрическим датчикам температуры со струнными преобразователями.

Известен датчик температуры со струнным преобразователем (см. а.с. №445856, МПК G 01 К 5/56), содержащий дилатометрический чувствительный элемент в виде кольца, по диаметру которого натянута расположенная в зазоре постоянного магнита струна, выполненная в виде ленты и прикрепленная к кольцу накладками, причем концы ленты электрически изолированы от кольца и соединены гальванически со схемой преобразования колебаний струны в электрический сигнал.

Недостатком этого датчика является то, что электрическая изоляция концов ленты от кольца вызывает необходимость применения электроизоляционных прокладок, т.е. в местах заделок имеет место пакет разнородных материалов, что снижает стабильность положения концов ленты при изменении температуры, а, следовательно, точность датчика.

Кроме того, закрепление ленты накладками также снижает стабильность положения заделок струны вследствие "выползания" ленты из заделок от продольных усилий.

Применение сварки в известной конструкции не приводит к повышению стабильности соединения ввиду ухудшения микроструктуры материала ленты в местах сварки, (см., например книгу П.З.Новицкого, В.Г.Кнорринга, В.С.Гутникова. Цифровые приборы с частотными датчиками, Л.: 1970, с.133).

Дополнительно следует отметить, что электрические изоляторы являются, как правило, плохими проводниками тепла, поэтому в известной конструкции струна изолирована в тепловом отношении от дилатометрического элемента, что увеличивает постоянную времени датчика.

Целью настоящего изобретения является повышение точности датчика и уменьшение его постоянной времени.

Указанная цель достигается тем, что в известном датчике температуры, содержащем дилатометрический чувствительный элемент, закрепленную на ним струну, струна выполнена в виде ленты с концевыми утолщениями, которыми она, с помощью сварки, крепится непосредственно к дилатометрическому элементу, имеющему П-образную форму, одна из параллельных стоек которого проходит через тороидальный сердечник трансформатора таким образом, что П-образный элемент, замкнутый струной, образует короткозамкнутый виток этого трансформатора. Трансформатор служит для индукционной связи струны со схемой возбуждения колебаний и преобразования механических колебаний струны в электрический сигнал.

Благодаря такой схеме отпадает необходимость изоляции концов струны, что способствует повышению стабильности частоты ее колебаний и уменьшению постоянной времени датчика. Наличие развитых концевых утолщений позволяет надежно приварить струну к дилатометрическому элементу без нарушения микроструктуры рабочей (ленточной) части струны.

На приведенном чертеже изображен общий вид предложенного датчика температуры. Датчик имеет П-образный дилатометрический чувствительный элемент 1, к стойкам которого 2 и 3 прикреплены сваркой концевые утолщения 4 и 5 струны 6. На стойке 2 дилатометрического элемента 1 установлен трансформатор 7 с тороидальным сердечником таким образом, что дилатометрический элемент 1, замкнутый струной 6, образует короткозамкнутый виток этого трансформатора.

Устройство работает следующим образом: при изменении температуры, за счет разности коэффициентов линейного расширения, дилатометрический чувствительный элемент изменяет силу натяжения струны, а, следовательно, и частоту ее колебаний.

Испытания макета предложенного датчика показали высокую стабильность его параметров, чувствительность измерения температуры порядка 0,001°С при обеспечении малой тепловой постоянной времени.

Формула изобретения

Датчик температуры, содержащий дилатометрический чувствительный элемент, к которому прикреплена струна, и блок преобразования колебаний струны в электрический сигнал, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и уменьшения постоянной времени, дилатометрический чувствительный элемент выполнен П-образной формы, а струна - в виде ленты с концевыми утолщениями, которыми она жестко закреплена на стояках дилатометрического чувствительного элемента.

РИСУНКИ