Датчик температуры
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
CoIo3 Сееетския
Соцнаа>ктнческих
Раснублнк (ii>970131 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено06.04.81 (21) 3274952/18-10 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет
Опубликовано 301082. Бюллетень ¹ 40
Дата опубликования описания 30.10.82
Р М g> з
G 01 К 7/00
Государственный комитет
СССР но делам иэобретений и открытий
153)УДК 621.317. .39 (088. 8! (72) Авторы изобретения
A.Ã.Ðîêàõ, В.A.Êóçíåöoâ, З.И.Кирьяшкина и Е.Е.Старчаева
Научно-исследонательскна институт мекааики и Чиэаааи срн Саратовском ордена трудового Красного Зааиендч государственном университете нм. Н.Г.ЧернмшевсаэОМВ64 у ! - 7 7 и э э (71) Заявитель (54 ) ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть, использовано в системе контроля и устройствах автоматического измерения температуры.
Известен датчик температуры с критической температурой фазового перехода металл-полупроводник (ФПМП) марки СТ8 и СТ9 на основе окислов ванадия, которые резко меняют свое сопротивление при этой температуре. Отрицательный температурный коэффициент сопро"ивления (TKC) для СТ9 превосходит более чем в 30 раз ТКС обычных,терморезисторов. Это повышает чувствительность датчика особенно в области ФПМП. Наличие особой точки на кривой температурной зависи-: мости сопротивления позволяет использовать такой датчик в системе измерения и регулирования, температуры, что повышает его функциональные возможности по сравнению с обычныли терморезисторагли (1) .
Однако иэменятв рабочую точку 25 измеряемой или регулируемой температуры у известного датчика трудно беэ предварительной грекщей пере стройки с использованием дополнительного источника питания в цепи 30 датчика. Греющая перестройка создает тепловой фон, который ухудшает точность измерения и оказывает разрушающее действие на исследуемые или контропируемые объекты.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является датчик температуры на основе окислов ванадия и теллура, представляющий собой стеклообразный материал, со-. держащий Те0 и V 0 в качестве активных компонентов при атомном содержащии Те1 V = (75:25) — (45:55) снабженный двумя омически ли электродами, которые наносятся на лицевую и тыловую поверхность укаэанного материала. Толщина стеклообразного материала между омическими электродами составляет порядка 50 мкм.
Датчик прос= и дает возможность проводить кои роль температуры на разных площадях и в разных объемах Г2) .
Однако этот датчик температуры не позволяет непрерывно измерять температуру в заданном диапазоне и осуществлять негреющую оптическую перестройку, а также вести контроль за изменением температуры.
Цель изобретения — повышение точности измерения температуры малога970131
При освещении датчика негреющим светом (энергия светового излучения не должна оказывать существенного влияния на тепловой режим и быть p 10" Вт) с длиной волны, лежащей в интервале 500-900 нм, излучение проникает вглубь датчика и попадает на контакт фотопроводник-материал с температурным ФПМП. Свет генерирует электронно-дырочные пары, разделякщиеся на контакте. Возникает фото-37С коТорая уменьшается с ростом температуры. При определенной температуре происходит CIINII, подтверждением чему могут служить изменение характера температурной зависимости сопротив45 баритных объектов путем исключения их перегрева.
Укаэанная цель достигается тем, что в датчике температуры, выполненном в виде пленки из полупроводникового материала с температурным 5 фазовым переходом с двумя электро дами, размещенной на диэлектрической подложке, между пленкой из полупро водникового материала с температур:!ным фазовым переходом и одним из 10 электродов расположен слой из фотопроводящего материала, причем подложка и прилегающий к слою из фотопроводящего материала электрод выполнены оптически прозрачными,. !5
На фиг. 1 приведен датчик температуры, общий виду на фиг. 2 - разрез A-A на фиг. 1g на фиг. 3 - кривые температурных зависимостей фотоЭДС, снятые при освещении светом с разньии длинами, волн.
Датчик температуры состоит из диэлектрической пластины 1, прозрачной в видимой области спектра и не менякщей своих свойств под действием температуры. На диэлектрическую пластину нанесены тонкий слой
2 прозрачного в видимой области ма териала, обеспечивающий омический контакт с фотопроводником, а затем слой 3 фотопроводника, не меняющий своих оптических свойств в интервале температур, где происходит ФПМП. На слой 3 нанесен слой 4, испытывающий температурный фазовый переход металлполупроводник, и последним — внешний омический контактный слой 5, который может быть выполнен, например, в виде сетки.
Датчик работает следующим образом. ления датчика и визуальное изменение цвета термохромного слоя. При ФПМП происходит смена знака фото-ЭДС, которая может быть объяснена изменением характера контакта фотопроводник-материал с температурньм ФПМП с запорного на антизапорный.
С помощью датчика можно определить любую температуру, лежащую в интервале от 20 до 70ОC. Перестройку диапазона измерения осуществляют негреющим оптическим способом, что увеличивает точность измерения за счет исключения помех, создаваемых греющей перестройкой.
Технико-экономические преимущества предлагаемого датчика температуры по сравнению с известным состоят в обеспечении возможности непрерывного измерения температуры малогабаритных объектов в пределах выбранного диапазона, негреющей оптической перестройки диапазона измеряемых температур, увеличивающей срок эксплуатации исследуемых, сред, а также более точного измерения температуры.
Формула изобретения
1. Датчик температуры, выполненный в виде пленки из полупроводникового материала с температурным фазовыми переходом с двумя электродами, размещенной на диэлектрической подложке, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения температуры малогабаритных объектов путем исключения их перегрева, между пленкой из полупроводникового материала с температурным фазовым переходом и одним из электродов ,расположен слой из фотопроводящего материала.
2. Датчик по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что подложка и прилегающий к, слою из фотопроводящего материала электрод выполнены оптически прозрачными.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Бугаев A.A., Захарченя B.Ï., Чудновский Ф.A. Фазовый переход металл-полупроводник и его применение, Л., "Наука", 1979, с. 160.
2. Заявка Японии 9 48-40394, кл. Н 01 С 7/00, опублик. 1973 (прототип ).
970131
A-A фиг.8 фие. f фиг.3
Составитель Голубев
Редактор A. Огар Техред 3.Палий Корректор Г. Огар
Заказ 8372/48 Тираж 887 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и. открытий
113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", .r. Ужгород, ул. Проектная, 4