Прецизионный термопреобразователь

Союз Советских

Социалистических

Республик

<ц702309

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 180577 (21) 2487347/18-21 (я)м, к .

01 R 19/24 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 0512.79 бюллетень ¹ 45 (53) УДК 621. 317. 7 (088.8) Дата опубликования описания 08.1 279 (72) Авторы . ИзобрЕТЕНИЯ С.A. Андрусяк, B,È. Боднарук, З,Ю. Готра Специальное конструкторское бюро микроэлектроники и приборостроения (71) Заявитель (54) ПРЕЦИЭИОНЯЫЙ ТЕРМОПРЕОБРАЭОВАТЕПЬ

Изобретение относится к области электроиэмерительной техники и может быть использовано для компарирования по действующему значению величин переменного тока (тока, напряжения, 5 мощности) с эквивалентными им величинами постоянного тока.

Известны термоэлектрические преобразователи, содержащие корпус (вакуумированный стеклянный баллон), нагреватель и термопару из сплава хромель-копель, которые применяются для измерения веЛичин переменного ,тока методом разновременного компа- рирования fl)<

15 недостатками, этих термопреобразователей являются значительная погрешностью,от неквадратичности преобразования и от влияния изменения температуры окружающей среды и невозможность коррекции вольт-амперной характеристики преобразования термопреобраэоватемя в динамическом диапазоне вход- 25 ных сигналов и s расширенном температурном диапазоне эксплуатации.

Известен также термопреобразователь, содержащий корпус, нагреватель и термопару, которые закреплены на четырех выводах, проходящих через

2 йэоляционные теплопроводящие прокладки н корпусе (2).

Хотя погрешность от неквадратичности таких устройств снижена, однако их температурная погрешность велика и, кроме того, в них отсутствует коррекция в ольт-амперной характеристики в динамическом диапазоне вход - ных сигналов и температур эксплуатации.

Целью настоящего изобретения является повышение точности преобразования термопреобразователя в динамическом диапазоне входных сигналов и температур эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем,, что преобразователь, содержащий корпус, нагреватель и термопару, которые закреплены на четырех выводах, проходящих через изоляционные тепло" проводящие прокладки в корпусе, снабжен корректором крутизны вольт-амперной характеристики преобразования, состоящим яэ двух теплопроводящих стержней, независимо перемещаемых в корпусе йреобразователя относительно друг друга и горячего спая термопары причем оба стержня. находятся в тепловом контакте между собой и корпусом и изготовлены иэ материалов с

702309 противоположными температурными коэф-. ; фициентами теплопроводности, например, из меди и алюминия. . Устройство (см. чертеж) содержит электрический нагреватель 1, смонтированный на выводах 2 и 3, термопару,. горячий спай 4 которой имеет тепловой контакт с нагревателем 1, à холодные концы термопары соединены с выводами ЭДС 5 и б, которые через

"эЛектроиэоляционные теплопроводящие 10 прокладки; 7 имеют тепловой контакт с корпусом 8 терйопреобразователя, в верхнюю часть которого вмонтирован подвижный корректор 9, имеющий бесконтактную тепловую связЬ с горячим спаем 4 и состоящий из двух независимо перемещаемых относительно горя чего спая 4 теплопроводящих стержней

lO и 11, первый из которых обладает

ПОЛОЖИТ ЕЛЬ НЫМ Т ЕМПЕраТУРЙЫхМ К О Эф фИ () циентом;теплопроводности,! а второй отрицательным.

Прецизионный преобразователь рабо.таег следующим образом. Измеряемый переменный ток 3 прикладывается выводам 2 и 3 нагревателя 1, в котоРом" выделяется,тепло джоуля, в результате чего происходит разогрев горячего спая 4 термопары, что приводит к

ПОЯВЛЕНИЮ На ВЫВОдаХ 5 И. б тЕрМОЭхдС)

Е п К „" (23. Затем подают на те же токовыводы:2 и 3 постоянный ток д2 значение которого регулируют до тех пор, пока появившееся на выводах 5 и

6 значение термоэдс., Етд - K д2 не будет равно значению ЭдС. E и = К. 3" ., 35 ! 1-1 т ° e° . ET„E<„Тогда действующее значение переменного тока Л будет равно действующему значению постоянного ток à 3 к оторое определяетс я йзмерением одним иэ известных спосо- 40 бов (йапример .потенциометром постоянного тока) .

По измеренному значению тока,", д судят о действующем значении переменного тока 3< - ......45

Регулировкой подвижных стержней 10 и 11 корректора 9 относительно друг друга и относительйо горячего спая 4 термопары добиваются требуемого значения показателя степени и (например регулируют корректор 9 таким образом, чтобы n=2) в заданном температурном диапазоне эксплуатации теплопреобразователя и входных сигналов.

Преобразователь выполнен следУющим образом. Нагреватель 1 изготовлен из манганинового микропровода ф 15-20 мкм в стеклянной из изоляции с малым ТКС, а термопара выполнена с положительным температурным коэффициентом термоэда . ) В результате этого показатель степени и в формуле

Е п — .К „" больше 2 (и > 2) . РеТПI 2 ° 1,2 1,2 гулируя корректор 9 относительно rорячего спая термопары, находят такие положения его стержней 10 и 11 относительно друг друга, чтобы и = 2.

Стержень 10 корректора 9 выполнен из алюминия, а стержень 11 — из меди меди, а их сечения рассчитаны из соотношения Я„х< = $2х, где Я, S,2 — сечения, а хА, х — коэффициенты тейлопровод-, ности подвижных стержней 10, 11 корректора 9. .Количество отводимого,корректором 9 тепла (при Т = const) будет неизменным в некотором промежуточном положении стержней 10 и 11 корректс» ра 9. Это положение определяется иэ выражения хт в хтв в= (х; хв„т,) — х- -(х ххвхт,), где х „и zt< — температурные коэффициенты теплопроводности подвижных стержней 10 и 11;

Т„ — температура окружающей среды (корпуса);

9 — тепловая мощность, отводимая корректором 9 с горячего спая 4 термопары на корпус 8 термопреобразов ателя „,6 — длина соответственно подвижного стержня

10 и 11 относительно корпуса 8; ьТ„,ьТ вЂ” перепады температуры на подвижном стержне

10 и 11 соответственно.

Таким Образом, предлагаемый термопреобразователь обладает лучшими метрологическими характеристиками преобразования в динамическом диапазоне входных сигналов и в широком диапазоне рабочих температур по сравнению с известными.

Формула изобретения

Прецизионный термопреобразователь, содержащий корпус, нагреватель и термопару, которые закреплены на че-., тырех выводах, проходящих через изоляционные теплопроводящие прокладки в корпусе, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования в динамическом диапазоне входных сигналов и температур эксплуатации, он снабжен корректором крутизны вольт-амперной характеристики преобразования, состоящим иэ двух теплопроводящих стержней, независимо перемещаемых в корпусе преобразователя относительно друг друга и горячего спая термопа,ры, причем оба стержня Йахбдятся в.

702309

Составитель Ф. Цареградский

Редактор Н. Веселкина ТехредJI.алферова Корректор Е ° Лукач

Тираж 1073 . Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7581/42

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тепловом контакте между собой н корпусом и изготовлены из материалов с. противоположными температурными коэффициентами теплопроводимости, например, из меди и алвминия.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Червякова B.È. Термоэлектрические приборы, M. — Ë., Госэнергоиздат, 1963, о. 22-40.

2, Рождественская Т.Б. Электрические компараторы для точных измерений

5 тока, напряжения, мощности..М, Изд- во стандартов, 1964, с. 97-137.