Устройство для измерения температуры

О П И С А Н -И--"Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«i> 678340

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 250477(21) 2478555/18-10 (51)М. Кл.

G 01 К 7/38 с присоединением заявки МГосударствеииый комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 050 879. Бюллетень 89 29

Дата опубликования описания 050879 (53) УДК 536. 53 (088. 8) (72) Авторы

ИЗОТ>рЕтЕИИя (4.И. Белый, А.Л. Шпади и Е. М. Белый (71) Заявитель

Ульяновский политехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ЛЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к области температурных измерений, а именно к устройствам для измерения температуры,, содержащем чувствительный элемент из термомагнитного материала.

Известны устройства для измерения температуры, использующие температурную зависимость характеристик ферромагнитных материалов (1,2) . Недостат-1О ком этих устройств является то, что дпя получения информации об измеряемой температуре в импульсном коде, эти устройства требуют сложных вторичных преобразователей. Из известных устройств наиболее близким по технической сущности, является уст"ройство для измерения температуры, содержащее чувствительный элемент из термомагнитного материала, генератор переменного напряжения и регистратор (3). В этом устройстве чувствительный элемент выполнен в виде кольца с обмотками, одна из которых соединена с генератором переменного напряжения,2> а другая — с регистратором. Изменение температуры вызывает изменение магнитных свойств чувствительного элемента, которое фиксируется регист- ратором. Недостатком устройства явЛяется то, что для получения выход ного сигнала в импульсном коде оно требует сложного преобразователя.

Целью из обретени я является создание устройства, осуществляющего непосредственное преобразование температуры в частоту следования импульсов. Поставленная цель достигается тем, что чувствительный элемент выпог. нен в виде нанесенной на немагнитную подложку многослойной структуры, состоящей из клиновидного токопроводящего основания, боковые грани которого соединены с генератором переменного напряжения, изоляционной пленки, ферромагнитной пленки с контактами, соединенными группами между собой и с регистратором.

На фиг.1 представлено устройство, вид сбоку; на фиг. 2 — то же, план.

Устройство для измерения температуры содержит немагнитную подложку 1, на которую последовательно напылены токопроводящее;. медное основание 2, имеющее форму клина, изоляционная нетленка 3 из моноокиси кремния, ферромагнитная пермаллоевая пленка 4, ось легкого намагничивания которой совпадает с осью симметрии клина, и вторая изоляционная пленка 5. Изо678340

Фиг. ляционная пленка 5 имеет отверстия под точечные контакты б. Точечные контакты б соединяются между собой нанесенными поверх иэоляционнойпленки 5 тонкопленочными проводни ками 7, причем четные и нечетные контакты раздельно соединены между собрй и подключены к регистратору 8.

Токопроводящее основание 2 посредством проводников 9 соединено с генератором 10 переменного напряжения.

Переменный синусоидальный ток от генератора 10 посредством проводников 9 подводится к боковым граням клиновидного токопроводящего основания 2. Так как сечение клиновидного основания 2 вдоль оси его симметрии переменно, то плотность тока, текущего перпендикулярно к оси, максимальна у вершины клина и минимальна - у его основания. Напряжен"- ность магнитного поля, создаваемая таким током, уменьшается вдоль оси симметрии"от вершины клина к его основанию. По мере увеличения тОка, перемагничивание пермаллоевой пленки в направлении оси,легкого намагничивания происходит постепенно, по мере превышения напряженности внешнего магнитного поля, поля анизотро-пии этой пленки. Таким образом, в пермаллоевой пленке 4 перемещается управляемая внешним магнитным полем доменная граница. Так как в двйжущейся границе происходит вращение вектора намагниченности, то изменяющееся магнитное поле создает вихревбе электрическое поле, которое при прохождении доменной границы под точечными контактами 6 индуцирует в них импульсы напряжения. В результате при прохождении доменной границы под точечными контактами б, присоединенным к пермаллоевой пленке 4, íà регистраторе 8 возникают импульсы напряжения, полярность которых опреде- ляется направлением перемагничивайия, а число- числом охваченных областью йеремагничивания мест присоединения контактов 6 к пленке 4.

Амплйтуду синусоидального тока» выбирают такой, чтобы создаваемая им напряженность магнитного поля при заданной температуре была достаточ на для перемагничивания половины

- пленки, Так как поле аниэотропии пермаллоевой пленки зависит от температуры, йзменение температуры приводит при заданной амплитуде напряжейности магнитного поля к изменению размеров области перемагничивания и, следовательно, к изменению числа выходных импульсов. Так при возрастании температуры поле анизотропии пермаллоевой пленки уменьшается, что приводит к увеличению охваченных областью перемагничивания мест присоединения точечных контактов б к пленке 4 и к увелйчению числа выходных импульсов. Уменьшение температуры

15 вызывает уменьшение числа выходных импульсов. устройство имеет простую конструкцию. Диапазон измеряемых температур от -150 до +200 С. Наличие кодоимпульсного выходного сигнала позволяет использовать устройство в современных циФровых системах контроля и регулирования.

Формула изобретения

25 устройство для измерения температуры, содержащее чувствительный элемент из термомагнитного материала, генератор переменного напряжения и регистратор, о т л.и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью преобразования температуры в частоту следования импульсов, чувствительный элемент выполнен в виде нанесенной на немагнитную подложку многослойной структуры, состоящей из клиновидного токопроводящего основания, боковые грани которого соединены с генератором переменного напряжения, изоляционной

4О пленки, Ферромагнитной пленки и изоляционной йле»нки с контактами, соединенными группами между собой и с регистратором.

Источники инФормации„ принятые

45 Во внимание IIpB экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 219253, кл. 0 01 К 7/38, 1967

2. Авторское свидетельство СССР

Р 475513, кл. G 01 К 7/38, 1973.

3. Патент Франции М 288303, кл. G 01 К 7/38, 1975.

7 иг. 2

Составитель В.Куликов

Редактор Л.%орина Текред С, Мигай . КорректорМ.Вигула

Заказ 4559/30 1ираж 766 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4