Кварцевый термометр

Кварцевый термометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (>1>527608

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61)Дополнительное к авт. свид-ву— (51) М. Кл.

G 01 К 7/32 (22) Заявлено 14,05.75 (21) 2133100/10 с присоединением заявки №вЂ”

Гооударстаенный комитет

Совета Ииниотроа СССР по делан кзооретеннк в открытий (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.09,76. Бюллетень Ж 33 (45) Дата опубликования описании 2006.77 (53) УДК

536.53 (088.8) (72) Авторы изобретения

Д. К. Виноградов, И. В. Осипов и В. М. Плувптиков (71) Заявитель

Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-физический инстигут (54) КВАРЦЕВЫЙ ТЕРМОМЕТР

Изобретение относится к области температурных измерений.

Известны устройства для измерения температуры, в которых в качестве чувствительного элемента используется кварцевый пьезоэлектрический резонатор (1 j .

Наиболее известен кварцевый термометр (1) содержащий автогенератор с термочувствительным пьеэорезоиатором, опорный автогенератор с термостабильным резонатором, соединенные с устройст- 1р вом формирования разностной частоты, к выходу которого подключено регистрирующее устройство.

Недостатком этого устройства является его большая инерционность.

С целью снижения инерционности в предла- 15 гаемыи термометр введена цепь, состоящая из последовательно соединенных частотного дискриминатора, дифференциатора, усилителя постоянного тока и магннтоэлектрического силового преобразователя, механически связанного с термоста- . о0 бильным пьезорезонатором, причем вход частотного дискриминатора подключен к выходу измерительного автогенератора.

На фиг. 1 изображена блок-схема предложенного термометра; на фиг. 2 - общий вид магнитоэлектрического силового преобразователя в разрезе.

Кварцевый термометр содержит измерительный автогенератор 1 с термочувствнтельным пьеэореэонатором 2, являющимся датчиком температуры, опорный генератор 3 с термостабильным пьезорезонатором 4, устройство формирования !разностной частоты 5, частотный дискриминатор 6, диффе. ренциатор 7, усилитель постоянного тока 8, магии тоэлектрический преобразователь 9, регистрирую. щее устройство 10.

Магннтозлектрический преобразователь состоит из постоянного магнита 11, ьигнитопровода 12, катушки 13 с обмоткой 14. Катушка 13 жестко связана с термостабильным пьезорезонатором 4, один конец которого неподвижно закреплен.

Устройство работает следующим образом, Резонансные частоты термочувствительного и термостабильного генератора отличаются на несколько десятков кнлогерц.Опорный генератор и устройство формирования разностной частоты предназначено для уменьшения частоты сигнала, поступающего на регистрирующее устройство.

Изменение частоты измерительного автогенеpampa 1, вызванное изменением температуры

527608

Рис. Я

Составитель В. Куликов

Техр ед М. Левидкая

Корректор А. Власенкс

Редактор F.. Братчикова

Заказ б42/27 Тираж 814 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета Совета Мши стров СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушскал наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 чувствительного пьеэорезонатора поступает на устройство формирования разностной частоты и на частотный дискриминатор, где оно преобразуется в изменение напряжения постоянного тока, которое диффере1ппгруется с постоянной времени т, равной постоянной времени термочувствительного пьезоре зонатореа Сигнал с выхода диффеуенциатора 7 через усилитель постоянного тока 8 поступает на магнито электрический преобразователь 9, В нем ток, проте: каюп1ий по обмотке 14 катушки 13, прикрепленной к опорному резонатору 4 (фиг.2), взаимодействует с полем постоянного магнита 11. Сила взаимодействия вызывает деформацию изгиба опорного пьезорезонатора. Резонансная частота термостабильного пьезорезонатора имеет линейную характеристику измерения резонансной частоты при деформации.

Скачок измеряемой температуры в, диапазоне линейного преобразовании вызывает изменение резонансной частоты термочупствительного пьезорезогатора, которое описывается уравнением

t виэм(с) = ЬОК(1-е е ) (1) где Ü6 — изменение температурь1, К вЂ” коэффициент преобразования, т — постояиная времени датчика.

При соответствующем выборе коэффициентов передачи блоков 6, 7, 8, 9 можно получить изменен1е резонансной частоты опорного генератора по закону: А опорн(t) =-ЬОКР (4)

При этом на выходе устройства формирования раэностной частоты возникает изменение частоты пропорциональное изменению температуры среды: 1 ВЬГХ (т) = h fmM — тОПОрл = K 5 о (3) которое поступает на вход регистрирующего устР рой ства.

Введение новых элементов в кварцевый термо метр дает уменыпение времени измерения с

10+ 30 сек до 0,1 + 0,2 сек за счет снижения инерционности системы.. Формула изобретения

19

Кварцевый термометр, содержащий измерительный автогенератор с термочувствительным пьезорезонатором, опорный автогенератор с термостабильным пьезорезонатором, соединенные с устройством формирования разностной частоты, к выходу которого подключено регистрирующее устройство, отличающийся тем, что, с целью снижения инерционности термометра, в него введена цепь, состоящая из последовательно соединенных частотщ ного дискриминатора, дифференциатора, усилителя постоянного тока и магнитоэлектрического силового преобразователя, механически связанного с термостабильным пъезорезонатором, причем вход частотного дискриминатора подключен к выходу измерительного автогенератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Пекарь К.И..Разработка и исследование термочувствительных кварцевых резонаторов. Канди8О датская диссертация. Воронеж, 1972, ВПИ.

2, ".Приборы для научных исследований

1962, л 2, стр.67-68.