DD295415A5 - DEVICE FOR DETERMINING THERMOTOMETERES WITH SEMICONDUCTOR TEMPERATURE SENSORS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Meszverfahren zur Bestimmung von Waermestroemen. Ziel ist es, eine Meszanordnung zu erhalten, die exakt und mit einem geringen Meszaufwand arbeitet. Hierzu wurden auf einer Leiterplatte mehrere Halbleiter-Temperatursensoren auf der Ober- bzw. Unterseite angebracht, die durch geeignete Leiterzuege mit der Stromversorgung und der Meszgroeszenverarbeitung verbunden und zu einer monolithischen Schicht vergossen wurden. Flieszt ein Waermestrom durch die Schicht, so sind die thermischen Zustaende der Halbleiter-Temperatursensoren unterschiedlich, es bildet sich ein Differenzsignal heraus, das elektronisch verarbeitet und angezeigt werden kann. Werden die Halbleiter-Temperatursensoren einzeln, paar- und gruppenweise vermessen, so koennen lokale, differentielle und integrale Informationen erhalten werden. Durch die hohe Empfindlichkeit der Halbleiter-Temperatursensoren ist eine einfache, genaue und praktikable Meszgroeszenbestimmung moeglich. Fig. 1{Differenzsignal; Differenzmessung; Halbleiter-Temperatursensoren; Messung; Meszwertverarbeitung; Meszwertverfaelschung; Temperatur; Temperaturdifferenz; thermoelektrische Wandler; Waermedurchlaszwiderstand; Waermestrom; Waermeverlust}The invention relates to a Meszverfahren for the determination of heat flows. The aim is to obtain a Meszanordnung that works exactly and with a low Meszaufwand. For this purpose, a plurality of semiconductor temperature sensors were mounted on a printed circuit board on the top and bottom, which were connected by suitable Leiterzuege with the power supply and Meszgroeszenverarbeitung and potted in a monolithic layer. If a heat flow flows through the layer, then the thermal states of the semiconductor temperature sensors are different, a difference signal forms which can be electronically processed and displayed. If the semiconductor temperature sensors are measured individually, in pairs and in groups, then local, differential and integral information can be obtained. Due to the high sensitivity of the semiconductor temperature sensors, a simple, accurate and practical Meszgroeszenbestimmung is possible. Fig. 1 {difference signal; Difference measurement; Semiconductor temperature sensors; Measurement; Meszwertverarbeitung; Meszwertverfaelschung; Temperature; Temperature difference; thermoelectric converters; Waermedurchlaszwiderstand; HEAT FLOW; Waermeverlust}
Description
Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung von Wärmeströmen. Das Verfahren kann überall dort eingesetzt werden, wo Wärmeströme auftreten, die in einem Flächenbereich vermessen werden können.The invention relates to a device for determining heat flows. The method can be used anywhere where heat flows occur that can be measured in a surface area.
Der Wärmestrom Q durch eine Fläche A wird durch die in der Zeiteinheit transportierte Energiemenge gekennzeichnet. Zur ihermoelektrischen Messung dieses Wärmestromes wird bei den bisher bekannten Verfahren ein zusätzlicher Wärmedurchlaßwiderstand R in den Wärmefluß eingebracht und aus der an diesem Wie' -stand entstehenden Temperaturdifferenz At, die mit thermoelektrischen Wandlern wie Thermoelemente und Halbleiterdehnmeßstreifen gemessen werden kann, den Wärmestrom gemäßThe heat flow Q through an area A is characterized by the amount of energy transported in the time unit. For the thermoelectric measurement of this heat flow, an additional thermal resistance R is introduced into the heat flow in the hitherto known methods and the heat flow in accordance with the temperature difference At, which can be measured with thermoelectric converters such as thermocouples and semiconductor strain gauges
berechnet.calculated.
Die bisher bekannten technischen Lösungen haben entweder eine relativ kleine Empfindlichkeit, einen hohen Wärmedurchlaßwiderstand, so daß der zu messende Wärmestrom verfälscht wird oder benötigen einen hohen Herstellungsaufwand, da die thermoelektrischen Wandler in aufwendigen Kettenschaltungen verknüpft werden müssen.The previously known technical solutions either have a relatively low sensitivity, a high thermal resistance, so that the measured heat flow is distorted or require a high production cost, since the thermoelectric converter must be linked in complex chain circuits.
Ziel der Erfindung ist es, ein Meßverfahren zu schaffen, daß eine empfindliche und genaue Bestimmung von Wärmeströmen erlaubt.The aim of the invention is to provide a measuring method that allows a sensitive and accurate determination of heat flows.
Darlegung de-. Wesens der ErfindungExplanation de-. Essence of the invention
Aufgabe der Erfindung ist die Messung der Temperaturdifferena mittels hochempfindlicher Halbleiter-Temperatursensoren und eine enfache und praktikable Meßwertverarbeitung.The object of the invention is the measurement of the temperature differences by means of highly sensitive semiconductor temperature sensors and an easy and practical measured value processing.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß auf der Ober- und Unterseite einer Leiterplatte, die die notwendigen Leiteri'üge aufweist, mehrere Paare von Halbleiter-Temperatursensoren aufgelötet werden und durch Verguß mit einer Masse hoher Wärmeleitfähigkeit eine monolithische Schicht entsteht.According to the invention the object is achieved in that on the top and bottom of a circuit board, which has the necessary Leiteri'üge, several pairs of semiconductor temperature sensors are soldered and formed by encapsulation with a mass of high thermal conductivity, a monolithic layer.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß in den Wärmefluß diese Schicht mit einem geringen, die Meßgröße unwesentlich beeinflussenden Wärmedurchlaßwiderstand gebracht wird. Die in dieser Schicht entstehende Temperaturdifferenz ist ein Maß für den fließenden Wärmestrom und wird durch die Halbleiter-Temperatursensoren erfaßt.The essence of the invention is that in the heat flow, this layer is brought with a small, the measured variable insignificant influencing thermal resistance. The temperature difference arising in this layer is a measure of the flowing heat flow and is detected by the semiconductor temperature sensors.
Die Halbleiter-Temperatursensoren sind über Leiterbahnen und flexibler Leitung einzeln, paar- oder gruppenweise mit einer geeigneten Auswerteschaltung verbunden.The semiconductor temperature sensors are interconnected via interconnects and flexible line individually, in pairs or groups with a suitable evaluation circuit.
Möglich ist eine punkt-, paar- oder gruppenweise Messung thermoelektrischer Signale, wodurch lokale, differentielle und integrale Informationen erhalten werden können.A point, pair or group measurement of thermoelectric signals is possible, whereby local, differential and integral information can be obtained.
Sind die Halbleiter-Temperatursensoren auf beiden Seiten der Schicht geeignet ausgewählt und schaltungstechnisch versorgt und eingestellt, so fließt am Verbindungspunkt der Sensoren kein Differenzstrom, wenn in der Schicht kein Temperaturgradient auftritt. Fließt ein Wärmestrom durch die Schicht, so bildet sich ein Temperaturgradient heraus und die Halbleiter-Temperatursensoren weisen unterschiedliche Temperaturen auf. Dadurch entsteht am Verbindungspunkt der Sensoren je nach Schalten ein Strom- oder Spannungs-Differenzsignal, das über Gleichspannungsverstärker angehoben und mit üblichen Geräten angezeigt werden kann.If the semiconductor temperature sensors on both sides of the layer are suitably selected and supplied with circuitry and adjusted, no differential current flows at the connection point of the sensors if no temperature gradient occurs in the layer. If a heat flow flows through the layer, a temperature gradient forms and the semiconductor temperature sensors have different temperatures. Depending on the switching, this results in a current or voltage difference signal at the connection point of the sensors, which can be boosted via DC voltage amplifiers and displayed with conventional devices.
Die hohe Empfindlichkeit der Halbleiter-Temperatur-Sensoren ermöglicht einen Einsatz bei geringen Wärmeströmen, erlaubt die Verwendung einfacher Auswerteschaltungen und führt zu hohen Genauigkeiten.The high sensitivity of the semiconductor temperature sensors allows use at low heat flows, allows the use of simple evaluation circuits and leads to high accuracies.
AusführungsbnlsplelAusführungsbnlsplel
Fig. 1: zeigt im Querschnitt den Aufbau des WärmestromsensorsFig. 1: shows in cross section the structure of the heat flow sensor
Fig. 2: zeigt die elektrische Versorgung und Signalverarbeitung. . Fig. 2: shows the electrical supply and signal processing. ,
Im gezeigten Beispiel in Fig. 2 sind fünf Temperatur-Stromwandler an der Ober- b*w. Unterseite parallelgeschaltet.In the example shown in FIG. 2, five temperature-current transformers on the upper b * w. Bottom side connected in parallel.
Entsteht durch einen Wärmestrom zwischen Oberseite und Unterseite ein Temperaturunterschied, so bildet sich zwischen den Sensoren ein Differenzstrom heraus, der als Signal einem Operationsverstärker zugeführt, verstärkt und von einem Voltmeter bzw. von einer digitalen LCD-Zeile angezeigt werden kann. Der Anzeigewert, der aus dem Differenzstrom resultiert, stellt ein Maß für den Wärmestrom dar.If a temperature difference arises due to a heat flow between the upper side and the lower side, a differential current forms between the sensors which can be fed as a signal to an operational amplifier, amplified and displayed by a voltmeter or a digital LCD line. The display value resulting from the differential current represents a measure of the heat flow.
Auf der Leiterplatte 2 sind an den vorgegebenen Lötpunkten als Halbleiter-Temperatursensoren Paare von hochempfindlichen Temperatur-Stromwandlern 4 eingebaut.On the printed circuit board 2, pairs of high-sensitivity temperature-current transformers 4 are installed at the predetermined soldering points as semiconductor temperature sensors.
Um einen guten Wärmeaustausch und einen geringen Wärmedurchlaßwiderstand zu erzielen, ist das System mit einer gut wärmeleitenden Masse 3 vergossen, so daß eine quasimonolithische Schicht entsteht.In order to achieve a good heat exchange and a low thermal resistance, the system is potted with a good heat conducting mass 3, so that a quasi-monolithic layer is formed.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DD34190490A DD295415A5 (en) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | DEVICE FOR DETERMINING THERMOTOMETERES WITH SEMICONDUCTOR TEMPERATURE SENSORS |
Applications Claiming Priority (1)
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DD34190490A DD295415A5 (en) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | DEVICE FOR DETERMINING THERMOTOMETERES WITH SEMICONDUCTOR TEMPERATURE SENSORS |
Publications (1)
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DD295415A5 true DD295415A5 (en) | 1991-10-31 |
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ID=5619351
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DD34190490A DD295415A5 (en) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | DEVICE FOR DETERMINING THERMOTOMETERES WITH SEMICONDUCTOR TEMPERATURE SENSORS |
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DD (1) | DD295415A5 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006016956A1 (en) * | 2006-04-11 | 2007-10-18 | Electrolux Home Products Corp. N.V. | Determination device for thermal values, has substrate, which is arranged or attachable within heat flux in equipment, two temperature sensors, which are attached on substrate |
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1990
- 1990-06-21 DD DD34190490A patent/DD295415A5/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006016956A1 (en) * | 2006-04-11 | 2007-10-18 | Electrolux Home Products Corp. N.V. | Determination device for thermal values, has substrate, which is arranged or attachable within heat flux in equipment, two temperature sensors, which are attached on substrate |
DE102006016956B4 (en) * | 2006-04-11 | 2009-10-08 | Electrolux Home Products Corp. N.V. | A method for determining the heat absorbed by a food in a cooking appliance and cooking appliance for performing the method |
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