CS229214B1 - Teplotní čidlo - Google Patents

Abstract

Vynález řeáí konstrukci teplotního čidla s kombinovaným elektrickým výstupním signálem sestávající z termočlánku a termistoru. Podstatou vynálezu je, že teplotni čidlo využívá k měřeni teploty napětí > generovaného termoelektrickým článkem, jehož srovnáváoí konce jsou v dobrém tepelném kontaktu s teplotně závislým odporem - termistorem, sloužícím k určení jejich teploty.

Description

Vynález se týká teplotního čidla s kombinovaným elektrickým výstupním signálem sestávající z termočlánku a termistoru.

Základní technickou nevýhodou při měření teploty pomocí termoelektrických článků je skutečnost, že měronosná veličina - elektromotorická síla termoelektrického článku nezávisí pouze na měřené veličině - termodynamické teplotě měrného spoje, ale je funkcí této teploty a teploty srovnávacích konců termoelektrického článku. Tato nevýhoda se odstraňuje při stávajících tephnickýph řešeních dvěma způsoby. BuS se srovnávací konce termoelektrického článku stabilizují na předem stanovené teplotě, která je udržována na stálé hodnotě (tak zvaná teplotní egalizace srovnávacích konců) nebo se do měřícího obvodu termoelektrického článku zařazuje generátor malého stejnosměrného napětí, jehož hodnota je funkcí teploty srovnávacích konců (tak zvaná kompenzace teploty srovnávacíoh konců). Hlavní nevýhodou uvedených způsobů je skutečnost, že jak zařízení pro stabilizaci teploty srovnávacích konců tak generátor kompenzujícího napětí musí být umístěny v bezprostřední blízkosti srovnávacích konců termoelektrického článku. Jelikož toto optimální řešení není vždy technicky proveditelné, umísťují se uvedená zařízení do vzdálenějších a montážně vhodnějších pozic a propojení š termoelektrickým článkem se provádí pomocí spojovacího vedení, které může být příčinou dalších chyb měření. Kromě těchto nevýhod vyžadují uvedená zařízení elektrické napájení, které je činí závislými na místním zdroji (elektrochemickém článku) nebo se musí napájet zvláštním vedením.

Uvedené nevýhody odstraňuje teplotní čidlqj) s kombinovaným elektrickým výstupním signálem sestávající/z termočlánku a termistoru podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá

- 3 229 214 v tom, že termistor je spojen tepelně vodivým elementem se srovnávacími konci termočlánku.

Teplotní čidlo podle tohoto vynálezu je výhodné zejména tím, že nevyžaduje teplotní egalizaci ani kompenzaci srovnávacích konců a umožfíuje dvouvodičové spojení čidla se zařízením na vyhodnocení signálu, přičemž toto vedení může být zhotoveno z libovolného elektrovodivého materiálu, čímž se snižuje potřeba obtížněji dostupných kovů#

Další výhoda teplotního čidla podle tohoto vynálezu spočívá v možnosti konstrukce čidel velmi,rozmanitého tvarového provedení, což je dáno širokým tvarovým sortimentem termistorů, použitých ke stanovení teploty srovnávacích konců termočlánku. Použití perličkových termistorů miniaturních rozměrů umožní konstrukci teplotních čidel, zejména pro použití v biologii a v lékařství, při použití termistorů větších geometrických rozměrů, zejména vhodně tvarovaných lze konstruovat Čidla pro náročná použití v průmyslu.

Příklad provedení teplotního čidla je znázorněn v přiložených výkresech, přičemž na obr. 1 teplotní čidlo se samostatnými spojovacími obvody termoelektrického článku a termistoru a v obr. 2 je teplotní čidlo s termistorem a termoelektrickým článkem spojenými do serie v jediný obvod.

Teplotní čidlo sestává z měrného spoje J, termoelektrického článku, tvořeného větvemi £, 2 ^a srovnávacích konců £, které tvoří tepelně vodivý element 6, ⁸ termistorem £. Elektronické zařízení 2 Ď^e spojené, spojovacím vedením termistoru a spojovacím vedením 2 termočlánku do obvodu.

Srovnávací konce £ termoelektrického článku, sestávajícího z měrného spoje £ a větví 2» 1 termočlánku, jsou V dobrém tepelném kontaktu přes tepelně vodivý element 2 s polovodičovým tepletně závislým odporem £. Tepelně vodivý element £ je proveden tepelnou vazbou termistoru £ a srovnávacích konců £. Technickým provedením tepelně vodivého elementu £ může být například zalití termistoru £ a srovnávacích konců £ do tepelně vodivé pryskyřice, přičemž termistor £ i srovnávací konce £ jsou — 4 229 214 prostorově co nejméně vzdáleny, dále může být dosaženo tepelně vodivého elementu 6 uložením srovnávacích konců 4 a termistoru 5 do společného kovového bloku, kombinace uvedených způsobů a podobně. Termistor 5 je dále pomocí spojovacího vedení 7 termistoru a termoelektrický článek sestávající z měrného spo je χ a větví 2, 3 pomocí spojovacího vedení 8 termočlánku spojen s elektronickým zařízením 9 na vyhodnocení měřené teploty, Na obr. 2 je uvedeno uspořádání teplotního čidla podle tohoto vynálezu, přičemž termistor 5 a termoelektrický článek jsou spojeny elektricky do serie v jediný obvod, připojený pomocí spojovacího vedení 7 termistoru k elektronickému zařízení 9 na vyhodnocení teploty.

Měření teploty v místě měrného spoje 2 termočlánku probíhá například tak, že se pomocí elektroniokého zařízení 9 změří elektrický odpor termistoru 5 a z předem zjištěné teplotní závislosti tohoto odporu stanoví teplota srovnávacích konců 4 termoelektrického článku. Dále se pomocí téhož elektronického zařízení 9 změří elektromotorická síla mezi vývody čidla a z této hodnoty podle předem zjištěné teplotní závislosti elektromotorické síly termoelektrického článku se stanoví teplotní rozdíl mezi jeho srovnávacími konci 4 a měrným spojem 2 termočlánku, Teplota v místě měrného spoje 2 termočlánku je potom součtem tohoto teplotního rozdílu a teploty srovnávacích konců 4. Uvedený postup vyhodnocení teploty měrného spoje 2 termočlán ku lze uskutečnit s výhodou použitím mikroprocesoru v elektronickém zařízení 9, pomocí kterého lze současně indikovat havarijní stavy měřícího obvodu, t.j. jeho přerušení nebo zkrat na vedení.

Claims (1)

1. Teplotní Čidlo ε kombinovaným elektrickým výstupním .signálem sestávající z termočlánku a termistoru vyznačené tím, že termistor (5) je spojen tepelně vodivým elementem (o) se srovnávacími konci (4) termočlánku.