DE2916078C2 - Temperaturmeßgerät - Google Patents

Temperaturmeßgerät

Info

Publication number
DE2916078C2
DE2916078C2 DE2916078A DE2916078A DE2916078C2 DE 2916078 C2 DE2916078 C2 DE 2916078C2 DE 2916078 A DE2916078 A DE 2916078A DE 2916078 A DE2916078 A DE 2916078A DE 2916078 C2 DE2916078 C2 DE 2916078C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
temperature
oscillator
frequency
measuring device
temperature measuring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2916078A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2916078A1 (de
Inventor
Yasuo Yokohama Ebata
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Publication of DE2916078A1 publication Critical patent/DE2916078A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2916078C2 publication Critical patent/DE2916078C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K11/00Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
    • G01K11/22Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using measurement of acoustic effects
    • G01K11/26Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using measurement of acoustic effects of resonant frequencies
    • G01K11/265Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using measurement of acoustic effects of resonant frequencies using surface acoustic wave [SAW]
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/02Means for indicating or recording specially adapted for thermometers
    • G01K1/024Means for indicating or recording specially adapted for thermometers for remote indication
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K11/00Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
    • G01K11/22Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using measurement of acoustic effects
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K11/00Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
    • G01K11/22Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using measurement of acoustic effects
    • G01K11/26Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using measurement of acoustic effects of resonant frequencies

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Temperaturmeßgerät, mit einem temperaturabhängigen Oszillator mit einem Oberflächenschwinger, dessen Schwingungsfrequenz von seiner Temperatur abhängt, und einem Festfrequenzoszillator, mit einer Mischstufe zur Erzeugung einer Differenzfrequenz aus den Schwingungsfrequenzen der beiden Oszillatoren, wobei die Differenzfre quenz ein Maß für die Temperatur ist.
Ein Temperaturmeßgerät dieser Art ist beispielsweise aus »Handbuch der technischen Temperaturmessung«. Vieweg-Verlag 1976, S. 174 bekannt, wo ein Quarzkristallthermometer beschrieben ist. Eine Mischstufe liefert dabei ein Differenzsignal zwischen einem ersten Ausgangssignal eines ersten Oszillators mit einem ersten Quarzkristallschwingelement, dessen Schwingungsfrequenz von der Temperatur abhängig ist, und einem /weiten Ausgangssignal eines zweiten Oszillators mit einem zweiten Quarzkristallschwingelement, dessen Schwingungsfrequenz auch dann konstant ist, wenn Temperaturänderungen auftreten. Das von der Mischstufe gelieferte Signal einer Differenzfrequenz wird mit einem Zähler gezählt und als Ausgangssignal für die Temperatur des ersten Quarzkristallschwingelementes in digitaler Form zur Anzeige gebracht.
Bei der Herstellung von Temperaturfühlern ist es im allgemeinen wünschenswert, das Schwingelement in einem Gehäuse unterzubringen, damit ein temperaturmäßiges Altern des Schwingelementes verhindert wird, jedoch ist es in derartigen Fällen schwierig, das Quarzkristallschwingelement an der Innenwand eines Gehäuses zu befestigen, und zwar deswegen, weil die Grundplatte selbst schwingt. Soll daher die Umgebungstemperatur um das Schwingelement überwacht werden, erweist es sich als wünschenswert, daß das Schwingelement so rasch wie möglich auf die Umgebungstemperatur anspricht. Daraus ergibt sich das Erfordernis, daß das Schwingelement in sehr gutem Kontakt mit der Innenwand des Gehäuses steht, das aus Material guter Wärmeleitfähigkeit besteht. Damit erreicht man dann eine direkte Änderung der Temperatur des Schwingelementes aufgrund der Wärmeleitung.
Bei akustischen Oberfiächenwellen handelt es sich um
ίο einen Effekt, der nur an der Oberfläche der Grundplatte auftritt, so daß die Grundplatte selbst nicht schwingt. Die akustischen Oberflächenwellen sind dabei hochfrequente Wellen, die jedoch mechanische Schwingungen darstellen, so daß die Schwingelemente nachstehend als
is Oberflächenschwinger bezeichnet sind. Darunter sind Schwinger für akustische Oberflächenwellen zu verstehen.
Während also bei akustischen Oberflächenwellen die Grundplatte des Oberflächenschwingers selbst nicht schwingt, hat ein Gehäuse die Eigenschaft, daß Änderungen der umgebungstemperatur zu einer Ausdehnung oder einem Zusammenziehen des Gehäuses führen. Wenn nun die Grundplatte des Oberflächenschwingers direkt an der Innenwand des Gehäuses befestigt ist, so ist diese Grundplatte Belastungen und Beanspruchungen ausgesetzt und das Temperaturverhalten des Oberflächenschwingers ändert sich aufgrund einer derartigen Beanspruchung.
Wird ein Quarzoszillator verwendet, so ist dieser im Gehäuse von einem Träger gehalten, wobei sich die Quarzbasis hinsichtlich ihrer Temperatur aufgrund der Wärmeströmung von Luft oder Gas in dem Gehäuse ändert. Das bedeutet jedoch, daß eine relativ lange Zeit erforderlich ist, bis der Oszillator auf Umgebungstempe-
raturen oder ihre Änderungen anspricht. Ein solches langsames Ansprechverhalten hinsichtlich der Temperatur ist jedoch unbrauchbar, wenn es z. B. darum geht, für die Steuerung von Klimaanlagen zu sorgen.
Z. B. ist es für die Steuerung oder Einstellung von Raumtemperaturen zweckmäßig, die in der Mitte eines Raumes herrschende Temperatur abzutasten und die Raumtemperatur in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur einzustellen. Dabei ist es zweckmäßig, die Frequenz des entsprechenden Oszillators vom jeweiligen Meßpunkt am Ort der Steuerung, z. B. bei einer Klimaanlage zur Verfügung zu haben, welche häufig in der Ecke eines Raumes oder an einem anderen Ort angeordnet ist. damit man die Raumtemperatur steuern kann.
Das eingangs genannte Temperaturmeßgerät ermöglicht lediglich die Temperaturmessung und digitale Anzeige der Temperatur eines Schwingers unter Verwendung der Frequenz eines Oszillators, während die im Zusammenhang mit der Steuerung einer Klimaanlage auftretenden Probleme unberücksichtigt sind.
Aus der US-PS 38 86 504 sind zwar Oberflächenschwinger für akustische Oberflächenwellen an sich bekannt und im Hinblick auf ihren Aufbau und ihre Wirkungsweise beschrieben. Ausführungen darüber, wie ein Temperaturmeßgerät ausgebildet sein müßte, das zur Steuerung einer Klimaanlage geeignet ist, lassen sich jedoch der genannten Literaturstelle nicht entnehmen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Temperaturmeßgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, das ein verbessertes Ansprechverhalten gegenüber Temperaturänderungen aufweist.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, ein Temperaturmeßgerät der eingangs genannten Art so auszubilden, daß der Oberflächenschwinger eine Grundplatte aus Lithiumniobat aufweist und mit einer flexiblen Klebemittelschicht auf eine Platte guter Wärmeleitfähigkeit aufgeklebt ist, daß der temperaturabhängige Oszillator die Ausgangsfrequenz des Oberflächenschwingers über eine Sendeantenne überträgt, und daß die Mischstufe die Ausgangsfrequenz der Sendeantenne über eine Empfangsantenne sowie die Ausgangsfrequenz des Festfrequenzoszillators zur Bildung der Differenzfrequenz zwischen den beiden Ausgangsfrequenzen erhält.
Das erfindungsgemäße Temperaturmeßgerät stellt in vorteilhafter Weise eine einfache und gleichzeitig wirkungsvolle Vorrichtung dar, die auch zur Massenherstellung geeignet ist und auf drahtlosem Wege eine rasche Übermittlung von Temperaturmeßwerten ermöglicht. Da die Grundplatte des Oberflächenschwingers mit der flexiblen Klebemittelschirht aufgeklebt ist, treten keine schädlichen Einwirkungen und Beanspruchungen des Oberflächenschwingers auf, wenn Temperaturänderungen beim Gehäuse erfolgen. Wegen der Übertragung der Temperaturmeßwerte mit Sendeantenne und Empfängerantenne kann ein Temperaturmeßgerät dieser Art auch nachträglich installiert werden, ohne daß zu diesem Zweck Verbindungskabel erforderlich sind. Die Grundplatte aus Lithiumniobat für den Oberflächenschwinger bietet den Vorteil, daß eine große Änderung der Ausgangsfrequenz bei Temperaturänderungen des Substratmaterials auftreten.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der temperaturabhängige Oszillator des erfindungsgemäßen Temperaturmeßgerätes mit einer Einrichtung für intermittierenden Betrieb versehen ist, da sich dann ein geringer Energieverbrauch des Oszillators erzielen läßt.
Wenn das Temperaturmeßgerät in weiterer Ausgestaltung ein digitales Ausgangssignal als Steuersignal für eine Einrichtung zur Temperatursteuerung liefert, so ist die Anordnung besonders gut zur Steuerung von Klimaanlagen geeignet, bei denen der Oberflächenschwinger unmittelbar auf die Umgebungstsmperatur anspricht.
Das erfindungsgemäße Temperaturmeßgerät wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegender. Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Oberflächenschwingers für akustische Oberflächenwellen zum Einsatz bei einem erfindungsgemäßen Temperaturmeßgerät,
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie H-Il Fig. 1,
Fig.3 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels des Sendeteiles des erfindungsgemäßen Temperaturmeßgerätes mit einem Oberflächenschwinger nach F i g. 1,
Fig.4A ein Ersatzschaltbild der Schaltung gemäß Fig.3,
Fig.4B eine Teildarstellung einer abgewandelten Ausführungsform der Schaltung gemäß F i g. 3,
Fig.5 eine graphische Darstellung zur Erläuterung des Zusammenhanges zwischen der Temperatur der Grundplatte des Oberflächenschwingers und der Änderungsgeschwindigkeit der Frequenz des Oszillators gemäß Fig. 3,
Fi g. 6 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels des Empfangsteiles des erfindungsgemäßen Temperaturmeßgerätes, und in
Fig.7 ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform des Sendeteiles des erfindungsgemäßen Temperaturmeßgerätes.
Der in Fig. I dargestellte Oberflächenschwinger !
für akustische Oberflächenwellen umfaßt eine V-Schnitt-, Z-Ausbreitung-Grundplatte (piezoelektrische Grundplatte) 2 aus Lithiumniobat, einen auf der einen Fläche dieser Grundplatte 2 und in ihrer Mitte angeordneten Kammelektrodenwandler 3, etwa 200 auf
ίο beiden Seiten des Wandlers 3 angeordnete reflektierende Streifen 4 sowie Anschlüsse oder Klemmen 5, die jeweils mit einer von zwei Elektroden des Wandlers 3 verbunden sind. Die Elektroden des Wandlers 3 und die reflektierenden Streifen 4 sind durch Aufdampfen eines dünnen Aluminiumfilms auf die Oberfläche der Grundplatte 2 und anschließendes Photoätzen dieses Films hergestellt Die Dicke des Aluminiumfilms beträgt 20 μιτι und die Linienbreite sowie der Abstand zwischen den Elektroden des Wandlers 3 und den reflektierenden Streifen 4 betragen jeweils etwa 1". <im. Der Oberflächenschwinger 1 kann in Form von ciw?. 50 Einheiten auf einer Grundplatte 2 mit einem Durchmesser von etwa 5 cm nach dem üblichen Fertigungsverfahren für integrierte Schaltkreise hergestellt werden. Die etwa 50 Einheiten werden sodann durch Schneiden voneinander getrennt. Die Fläche der Grundplatte 2 einer Elementeinheit beträgt 1,5 χ 10 mm bei einer Dicke von 0,5 mm. Der beschriebene Oberflächenschwinger 1 besitzt dieselbe Resonanzkennlinie wie ein Quarzschwinger.
Gemäß der US-PS 28 86 504 kann dieser Oberflächenschwinger für akustische Oberflächenwellen als Filter oder als Oszillatorbauteil benutzt werden. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß zwischen dem Quarzschwinger und dem Oberflächenschwinger für akustische Oberflächenwellen die folgenden erheblichen Unterschiede bestehen: beim Quarzschwinger schwingt dessen gesamte Platte mechanisch, während beim Oberflächenschwinger die Erzeugung und Ausbreitung der m*.•chanischen Schwingung zentral auf einem Abschnitt erfolgt, der äußerst dicht an der Oberfläche der Grundplatte liej^;. Weiterhin ist der Schwingfrequenzgarig in keiner Weise von der Form der Grundplaite abhängig. Schließlich sind es Form und Anordnung dei Elektroden des Wandlers 3 sowie der reflektierenden Streifen 4.
welche den Frequenzgang bestimmen: insbesondere werden die Resonanzfrequenzen hauptsächlich durch die Breite sowie die gegenseitigen Abstände der Elektroden des Wandlers und der reflektierenden Streifen 4 bestimmt. Aus diesen Gründen kann die
so Vorrichtung für akustische Oberflächenwellen mit Resonanzfrequenzen in einem Bereich von über 30MHz, d.h. im VHF- oder UHF-Bereich, ohne weiteres auf Massenfertigungsbasis hergestellt werden.
Wie erwähnt, kann die Form der Grundplatte 2 ziemlich frei gewählt werden, so daß ihrt Dicke sehr klein sein kann. Da außerdem auch die Form der Rückseite der Grundplatte 2 frei gewählt werden kann, eignet sich die Grundplatte 2 für die Herstellung eines Temperaturmeßgt.räts, dessen Ansprechzeit auf atmosphärische Temperaturänderung sehr kurz ist, indem die Grundplatte 2 unmittelbar mit einer Metallplatte mit großem Wärmeübertragungsvermögen verbunden, beispielsweise verklebt wird.
Die piezoelektrische K-Schnitt-, Z-Ausbreitung-Grundplatte 2 aus Lithiumniobat bietet die folgenden Vorteile: die Änderungsgröße des Frequenzgangs entsprechend der Temperatur der Grundplatte 2 ist groß. Bei einer Abweichung des K-Schnittwinkels im
Bereich von ±5° und einer Abweichung des /?-Ausbreitungsrichtungswinkels im Bereich von ±0,5" beträgt die Abweichung der akustischen Oberflächenwellengeschwindigkeit nur etwa ±0.3 m/s. Diese Abweichung von ±0.3 m/s entspricht einer Temperature1 nderiing von ±rC der Grundplatte 2. Dies bedeutet, daß die erwähnten Abweichungen die Massenfertigung des Oberflächenschwingers für akustische Obcrflächenwellen nicht verhindern, daß die charakteristischen bzw. Kennlinienabweichungen zwischen einzelnen derartigen Vorrichtungen ziemlich klein sind und daß die so gefertigten Vorrichtungen für akustische Oberflächenwellen für TemperaturmeBgeräte geeignet sind.
Gemäß F i g. I ist der Oberflächenschwinger I mit einer 0.4 mm dicken und 12 χ 15 mm großen Eisenplntte 6 beispielsweise mittels einer flexiblen Klebmittelschicht 7. z. B. aus Epoxyharz (vgl. F-* i g. 2) verklebt. An dieser F.isenplatte 6 ist eine nicht dargestellte Abdekkung angebracht. Die Klemmen 5 sind mit der Eiscnplatte 6 über Isolierelemente verbunden. Durch diese Konstruktion wird eine Änderung der Resonanzfrequenz des Oberflächenschwingers I aufgrund einer Verwerfung oder Verformung der Grundplatte 2 des Oberflächenschwingers 1 verhindert, die durch ein Werfen oder sonstiges Verformen der F.isenplatte 6 aufgrund thermischer Ausdehnung oder anderer Ursachen hervorgerufen wird, weil die Verformung der Eisenplatte 6 von der flexiblen Klebmittelschicht 7 aufgenommen wird.
Im Übertragungs- bzw. Sendeteil gemäß F i g. 3 ist ein im Handel erhältlicher linearer integrierter Schaltkreis vorgesehen, der einen temperaturabhängigen Oszillator 8 bildet und der externe Anschlußklemmen 1.·»—7a. einen Vorspannungsstabilisator 9. Widerstände R 1 bis R 4 und Transistoren Tn und To aufweist. Der Minuspol einer Stromquelle 10(Batterie von 1.5 V) liegt an Masse, während ihr Pluspol über die Klemme 7a und den Widerstand RA an den Kollektor des Transistors Tn. unmittelbar an den Kollektor des Transistors Tn. über der. Widerstand R 2 an die Eingangsklcmme des Stabilisators sowie über die Widerstände R 2 und R 1 an die Basis des Transistors Tn angeschlossen ist. Die Emitter der Transistoren Tn und Tr; sind über den Widerstand R3 zusammengeschaltet, und der Ausgang des Vorspannungs-Stabilisators 9 liegt an der Basis des Transistors Tr;. Die Klemmen 2a bis 6a sind in der angegebenen Reihenfolge mit der Basis des Transistors Tr1. dem Emitter des Transistors Tr1. dem Emitter des Transistors Tr2. der Basis des Transistors Tn bzw. dem Kollektor des Transistors Tr2 verbunden. Die eine Klemme 5 des Oberflächenschwingers 1 für akustische Oberflächenwellen liegt an Masse, während ihre andere Klemme 5 über den Verzweigungspunkt 13 mit der Klemme 2a und außerdem über einen Kondensator Ci mit der Klemme 3a verbunden ist. Das eine Ende eines Kondensators Cj liegt an Masse, und sein anderes Ende ist mit der Klemme 3a sowie über einen Kondensator G mit der Klemme 5a verbunden. Die Klemme 4a liegt an Masse. Die Klemme 6a liegt über einen Kondensator Ci an einer Sendeantenne IZ die ein gewöhnlicher elektrischer Leiter sein kann. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Oberflächenschwinger 1 für eine Resonanzfrequenz von 74,80MHz bei 25"C ausgelegt
Fig.4A ist ein Ersatzschaltbild für den Oszillatorbzw. Schwingerteil in der Schaltung gemäß F i g. 3. In F i g. 4.A besteht das elektrische Äquivalent für den Oberflächenschwinger 1 aus einem Reihenresonanz
kreis mit ilen !.lementen .··. Cc und Lo einerseits souie einem elektrostatischen Kondensator O zwischen den Elektroden des Kammelektrodenwandlers 3 andererseits.
Der Reihenresonanzkreis und der Kondensator O sind parallelgeschaltet. Die Impedanz von einem Ver/weigiingspunkt 13 aus in Richtung des integrierten Schaltkreises 8 gesehen, ist durch eine Reihenschaltung zwischen einem Kondensator Cx und einem negativen Widerstand —R dargestellt. Die Größe von Cv bestimmt sich hauptsächlich durch die Werte der Kapazitäten der Kondensatoren C1 und C2 sowie die Charakteristik oder Kennlinie des Transistors Tn gemäß Fig. }. Wenn die Bedingung zutrifft, daß der negative Widerstand +— R+ größer ist als der Widerstandswert r. bleibt die Schwingung erhalten. Bei der dargestellten Aiisführiingsform ist die Schwingfrc quen/ des Oszillators auf 75,00 MHz bei 25"C festgelegt. Dieser Schwingungsausgang wird durch den Transistor Ir1 verstärkt und das verstärkte Signal wird /ur Übertragung an die Sendeantenne 12 angelegt. Die von der Stromquelle 10 im schwingenden Zustand geliefer ten Stromstärken liegen im Bereich von etwa 1 bis 1.5 mA. Die Sendeantenne 12 strahlt elektrische Leistung von 75 MHz bei etwa 1 mW ab. Im praktischen Einsatz der Erfindung ist es wünschenswert, den Oszillator 8 mittels Batterie zu speisen und seinen Stromverbrauch möglichst zu reduzieren. Zu diesem Zwec1· ist es vorteilhaft, den Oszillator 8 intermittierend zu betreiben und somit auch die Temperatur intermittierend zu messen. Hierfür kann der Oszillator 8 gemäß F i g. 4B in der Weise periodisch betrieben werden, daß durch das Ausgangssignal eines Zeitgebers 146 periodisch ein Schalter 14a geschlossen wird, der zwischen der Stromquelle 10 und der Klemme 7a angeordnet ist.
Der Empfangsteil ist in F i g. 6 veranschaulicht. Die von der Sendeantenne 12 ausgestrahlte Funk- bzw. I lochfrequenzwelle wird von einer Empfangsantenne 15 abgenommen. Das eine Frequenz von 75 MHz besitzende Ausgangssignal der Empfangsantenne 15 wird von einem Bandpaßfilter 16 mit einer Mittenfrequenz von 75 MHz und einer Bandbreite von ±2 MHz abgenommen und dann durch einen im Handel erhältlichen Hochfrequenzverstärker 17 verstärkt. Die Ausgangssignale von einem Kristallschwinger 19 mit einer Frequenz von 75.167 MHz und vom Verstärker 17 werden als Eingangssignal einer Mischstufe 18 eingegeben, und das Ausgangssignal als Frequenzunterschied zwischen beiden Eingangssignalen wird von einem Tiefpaßfilter 20 abgenommen und dann durch einen Verstärker 21 verstärkt. Die Ausgangsfrequenz des Verstärkers 21 wird durch einen handelsOblichen Zähler 22 gezählt. Das Ausgangssignal des Zänlers 22 wird einer vorbestimmten Datenverarbeitung in einer Datenverarbeitungseinrichtung unterworfen, von der ein Temperaturanzeige- oder Steuersignal abgenommen wird. F i g. 6 veranschaulicht den Fall, in welchem das Temperaturmeßgerät in einer Klimaanlage angeordnet ist. die durch einen Mikrorechner bzw. Mikroprozessor 23 gesteuert wird, wobei sich das Temperaturmeßgerät in der Ecke eines Raums befindet. Fig.6 zeigt insbesondere den Fall, in welchem ein Signal 26 aus 4 Bits vom Zähler 22 dem Mikrorechner 23 eingegeben wird, der als Ausgangssignale ein Temperaturanzeigesignal 24 (welches die Temperatur der Grundplatte 2 des in der Mitte des Raums befindlichen Oberflächenschwingers 1 für akustische Oberflächenwellen wiedergibt) und ein Temperatur-Steuersignal 25
liefert (durch welches die Temperatur der Grundplatte 2 indirekt derart geregelt wird. daß die Temperatur in der Mitte des Raums auf einer vorbestimmten Größe gehalten wird). Dabei kann ein üblicher Mikrorechner 23 verwendet werden.
F i g. 5 zeigt eine Kennlinie 27, die durch Auftragen der Temperatur des Temperaturmeßgeräts (d. h. der Temperatur der Grundplatte 2 des Oberflächenschwingers \ gemäß Fig. 1) auf der Abszisse und der Freuenzänderungsgröße PPM auf der Ordinate erhalten wird. Die Frequenzinderungsgröße werden durch Normierung der durch den Empfangsteil (Fig. 6) gegenüber 75MHz ermittelten Frequenzunterschiede erhalten. Bei der Messung zur Ermittlung dieser Kennlinie wurde der Oszillator in einem Thermostatgehäuse angeordnet, während der Empfangsteil 2 m von diesem Gehäuse entfernt angeordnet wurde. Die Temperatur des Temperaturmeßgerätes wurde vom EmpfaMgsteil etwa 2 min nach dem Umsetzen des Ί emperaturmeügerats aus dem Thermostatgehäuse von 35°C zu einer Stelle mit einer Raumtemperatur von 25° C mit 26° C wiedergegeben. Dies bedeutet, daß nach 2 min. eine Meßgenauigkeit von etwa 90% erreicht wurde. Es hat sich gezeigt, daß die Ansprechzeit auf Temperaturänderungen praktischen Anforderungen genügt.
Obgleich vorstehend die Anwendung des Temperaturmeßgeräts auf eine Klimaanlage beschrieben ist, kann mit Hilfe des neuartigen Temperaturmeßgeräts die Temperatur an einem vorbestimmten Teil eines sich bewegenden oder rotierenden Körpers auf drahtlosem Wege an einer von diesem Körper entfernten Stelle gemessen werden. Der Sendeteil des Temperaturmeßgeräts kann durch einen an sich bekannten Oszillator gebildet werden, in welchem eine Regelschleife durch eine mit akustischen Oberflächenwellen arbeitende Verzögerungsleitung und einen Verstärker hergestellt ist, sowie mittels des Oberflächenschwingers 1 gemäß Fig. I. Wie beispielsweise im Blockschaltbild gemäß F i g. 7 veranschaulicht, kann die Anordnung so getroffen sein, daß das Ausgangssignal eines ersten Kammelektrodenwandlers 13a der mit akustischer Oberflächenwelle arbeitenden Verzögerungsleitung Ha an einen Verstärker 28 angelegt wird, dessen Ausgangssignal sodann der Sendeantenne 12 eingespeist wird, wobei eine Rückkopplung über einen iwciicii KdiuiVicickifO-denwandler i3b und den ersten Kammelektrodenwandler 13a zum Verstärker 28 vorgesehen ist. Die genannte Verzögerungsleitung kann dadurch gebildet werden, daß die beiden Kammelektrodenwandler 13a und 136 an den gegenüberliegenden Enden einer Grundplatte 11a angeordnet werden.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1.Temperaturmeßgerät, mit einem temperaturabhängigen Oszillator mit einem Oberflächenschwinger, dessen Schwingungsfrequenz von seiner Temperatur abhängt, und einem Festfrequenzoszillator, mit einer Mischstufe zur Erzeugung einer Differenzfrequenz aus den Schwingungsfrequenzen der beiden Oszillatoren, wobei die Differenzfrequenz ein Maß für die Temperatur ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflächenschwinger (1, Wa) eine Grundplatte (2) aus Lithiumniobat aufweist und mit einer flexiblen Klebemittelschicht (7) auf eine Platte (6) guter Wärmeleitfähigkeit aufgeklebt ist; daß der temperaturabhängige Oszillator (8) die Ausgangsfrequenz des Oberflächenschwingers (1, Ma) über eine Sendeantenne (12) überträgt; und daß die Mischstufe (18) die Ausgangsfrequenz der Sendeantenne (12) über eine Empfangsantenne (15) sowie die Ausgangsfrequenz des Festfrequenzosziliaiors (19) zur Bildung der Differenzfrequenz zwischen den beiden Ausgangsfrequenzen erhält.
2. Temperaturmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturabhängige Oszillator (8) mit einer Einrichtung (14a, \4b) für intermittierenden Betrieb verschen ist.
3. Temperaturme3gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperaturmeßgerät ein digitales Ausgangssignal (24, 25) als Steuersignal (25) für eine Einrichtung zur Temperatursteuerung -iefert.
DE2916078A 1978-04-20 1979-04-20 Temperaturmeßgerät Expired DE2916078C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4684878A JPS54138480A (en) 1978-04-20 1978-04-20 Temperature detector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2916078A1 DE2916078A1 (de) 1979-10-25
DE2916078C2 true DE2916078C2 (de) 1982-05-06

Family

ID=12758750

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2916078A Expired DE2916078C2 (de) 1978-04-20 1979-04-20 Temperaturmeßgerät

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4249418A (de)
JP (1) JPS54138480A (de)
AU (1) AU522670B2 (de)
DE (1) DE2916078C2 (de)
FR (1) FR2423762A1 (de)
GB (1) GB2019567B (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3522985A1 (de) * 1985-06-27 1987-01-08 Philips Patentverwaltung Anordnung zur temperaturmessung mit einem quarzoszillator
DE102005024636B3 (de) * 2005-05-30 2006-10-19 Siemens Ag Temperatursensor

Families Citing this family (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU533981B2 (en) * 1980-01-25 1983-12-22 Unisearch Limited Remote temperature reading
FR2483076A1 (fr) * 1980-05-23 1981-11-27 Quartz & Electronique Sonde de temperature utilisant une lame de quartz
US4481517A (en) * 1981-05-07 1984-11-06 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce Echometry device and method
CA1200583A (en) * 1982-03-03 1986-02-11 Shunichi Taguchi High-frequency heating apparatus with wireless temperature probe
JPS58206939A (ja) * 1982-05-27 1983-12-02 Seiko Instr & Electronics Ltd 電子式体温計
US4676663A (en) * 1984-05-23 1987-06-30 General Electric Company Arrangement for remote ultrasonic temperature measurement
US4773428A (en) * 1984-10-15 1988-09-27 Hibshman Corporation Apparatus and method for measuring viscoelastic properties of mammalian cervical mucous
US4691714A (en) * 1984-10-15 1987-09-08 Adamtek Corporation Rheological testing apparatus and method
JPH0654262B2 (ja) * 1985-01-30 1994-07-20 アンリツ株式会社 Sawパワ−センサ
US4794622A (en) * 1985-06-03 1988-12-27 Linear Corporation Low power transmitter frequency stabilization
DE3633939A1 (de) * 1986-10-04 1988-04-14 Heraeus Gmbh W C Uebertragung von signalen aus einer sensoreinheit
US4765750A (en) * 1987-03-26 1988-08-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce Method of determining subsurface property value gradient
EP0294591B1 (de) * 1987-06-09 1992-02-26 Siemens Aktiengesellschaft Integrale Temperaturmessung in elektrischen Maschinen
GB2215052B (en) * 1988-02-13 1992-02-12 Stc Plc Temperature sensor
JPH084584Y2 (ja) * 1988-03-19 1996-02-07 カシオ計算機株式会社 表面弾性波真空計
JPH02138837A (ja) * 1988-11-19 1990-05-28 Agency Of Ind Science & Technol 無線温度測定システムとその水晶温度センサ
US6662642B2 (en) * 2000-09-08 2003-12-16 Automotive Technologies International, Inc. Vehicle wireless sensing and communication system
US5812591A (en) * 1994-09-23 1998-09-22 Garmin Corporation Dual conversion GPS frequency converter and frequency plan for same
US9443358B2 (en) * 1995-06-07 2016-09-13 Automotive Vehicular Sciences LLC Vehicle software upgrade techniques
US6812413B1 (en) * 1995-06-12 2004-11-02 Circuits And Systems, Inc. Electronic weighing apparatus utilizing surface acoustic waves
EP0886133A1 (de) * 1997-06-12 1998-12-23 Raab Karcher Energy Services GmbH Vorrichtung zur Erfassung und Auswertung von temperaturabhängigen Verbrauchswerten
DE19724748A1 (de) * 1997-06-12 1998-12-17 Raab Karcher Energy Services G Verfahren zur Erfassung und Auswertung von temperaturabhängigen Verbrauchswerten
DE19728961A1 (de) 1997-06-30 1999-02-04 Siemens Ag Überspannungsableiter für Hoch- oder Mittelspannung
US10240935B2 (en) 1998-10-22 2019-03-26 American Vehicular Sciences Llc Vehicle software upgrade techniques
US6466862B1 (en) * 1999-04-19 2002-10-15 Bruce DeKock System for providing traffic information
US6517240B1 (en) * 1999-11-05 2003-02-11 Durametrics, Inc. Ultrasonic thermometer system
JP4679782B2 (ja) * 1999-12-10 2011-04-27 富士通株式会社 温度センサ
US6810750B1 (en) 2002-03-20 2004-11-02 Invocon, Inc. Encoded surface acoustic wave based strain sensor
JP4104445B2 (ja) * 2002-12-12 2008-06-18 株式会社イデアルスター 線状のデバイス
KR20050048326A (ko) * 2003-11-19 2005-05-24 삼성전자주식회사 증폭회로를 갖는 능동 안테나
US7888842B2 (en) * 2004-02-13 2011-02-15 University Of Maine System Board Of Trustees Ultra-thin film electrodes and protective layer for high temperature device applications
US7285894B1 (en) 2004-02-13 2007-10-23 University Of Maine System Board Of Trustees Surface acoustic wave devices for high temperature applications
US7908080B2 (en) 2004-12-31 2011-03-15 Google Inc. Transportation routing
CN101151510B (zh) * 2005-01-25 2011-01-12 Nxp股份有限公司 传感器电路阵列、操纵传感器电路阵列的控制设备及传感器系统
JP2006268374A (ja) * 2005-03-23 2006-10-05 Fuji Xerox Co Ltd 制御システム、路面および制御装置
US20070096839A1 (en) * 2005-11-02 2007-05-03 Vern Meissner Temperature compensation circuit for a surface acoustic wave oscillator
DE102009039083B4 (de) * 2009-08-27 2020-06-18 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Verfahren und Anordnung zur Bestimmung der Umgebungstemperatur eines Ultraschallsensors
US9117359B2 (en) * 2011-03-28 2015-08-25 Robert Bosch Gmbh Photoelectric smoke detector and process for testing the photoelectric smoke detector
US8682523B2 (en) 2012-07-31 2014-03-25 Ford Global Technologies Method and system for implementing ultrasonic sensor signal strength calibrations
US8676438B2 (en) 2012-07-31 2014-03-18 Ford Global Technologies Method and system for implementing ultrasonic sensor signal strength calibrations
CN102980678A (zh) * 2012-11-27 2013-03-20 安徽鑫龙电器股份有限公司 一种无线无缘测温装置
US9303309B2 (en) 2013-01-11 2016-04-05 The Aerospace Corporation Systems and methods for enhancing mobility of atomic or molecular species on a substrate at reduced bulk temperature using acoustic waves, and structures formed using same
DE102013010275C5 (de) * 2013-06-18 2016-09-15 Ika-Werke Gmbh & Co. Kg Magnetrührer mit SAW-Sensor
CN103743497A (zh) * 2013-11-21 2014-04-23 成都市宏山科技有限公司 基于声表面波传感器的开关柜母线接头温升监测装置
CN104062029B (zh) * 2014-06-23 2017-02-22 浙江大学 一种基于声表面波的电主轴温度测量装置
CN105698962A (zh) * 2014-11-24 2016-06-22 国网河南省电力公司平顶山供电公司 一种用于高压设备的远传谐振型saw温度传感装置
DE102015001405A1 (de) * 2015-02-04 2016-08-04 Abb Technology Ag Thermometer und Messvorrichtung für Fluide
US10173262B2 (en) 2016-02-04 2019-01-08 The Aerospace Corporation Systems and methods for monitoring temperature using acoustic waves during processing of a material
US10160061B2 (en) 2016-08-15 2018-12-25 The Aerospace Corporation Systems and methods for modifying acoustic waves based on selective heating
DE102017003478B3 (de) 2017-04-10 2018-08-02 Sciknowtec Gmbh Magnetrührer mit Sensor
CN108598687A (zh) * 2018-01-16 2018-09-28 中北大学 基于电磁超材料的无线高温温度传感器及其制备方法
CN111141409A (zh) * 2020-01-22 2020-05-12 国网上海市电力公司 一种输电线路电缆温度监测装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3983424A (en) * 1973-10-03 1976-09-28 The University Of Southern California Radiation detector employing acoustic surface waves
US3886504A (en) * 1974-05-20 1975-05-27 Texas Instruments Inc Acoustic surface wave resonator devices
US4096740A (en) * 1974-06-17 1978-06-27 Rockwell International Corporation Surface acoustic wave strain detector and gage

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3522985A1 (de) * 1985-06-27 1987-01-08 Philips Patentverwaltung Anordnung zur temperaturmessung mit einem quarzoszillator
DE102005024636B3 (de) * 2005-05-30 2006-10-19 Siemens Ag Temperatursensor

Also Published As

Publication number Publication date
FR2423762A1 (fr) 1979-11-16
US4249418A (en) 1981-02-10
GB2019567A (en) 1979-10-31
AU4618679A (en) 1979-10-25
DE2916078A1 (de) 1979-10-25
FR2423762B1 (de) 1984-09-28
AU522670B2 (en) 1982-06-17
GB2019567B (en) 1982-09-15
JPS54138480A (en) 1979-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2916078C2 (de) Temperaturmeßgerät
DE3650562T2 (de) Piezoelektrischer resonator zur erzeugung von oberschwingungen
DE4100060C2 (de) Oszillator/Resonator für insbesondere superhohe Frequenzen
DE69321083T2 (de) Akustische Oberflächenwellenanordnung mit Interdigitalwandler auf einem Substrat-Träger und Verfahren zur Herstellung
DE2941826C2 (de) Mikrowellen-Oszillator
DE19520217C2 (de) Piezoelektrische Resonanzkomponente des Chip-Typs
DE2808507C2 (de) Mikrowellenoszillatorschaltung
DE2846510C2 (de)
DE2903489A1 (de) Kraftgeber
DE19607499A1 (de) Piezoelektrischer Vibrator, piezoelektrische Vibratorvorrichtung mit demselben und Schaltungsvorrichtung mit der piezoelektrischen Vibratorvorrichtung
DE112004002297T5 (de) Drucksensoreinrichtung
DE2353840A1 (de) Oberflaechenwellenoszillator
DE3145245C2 (de) Thermometer mit einem Quarzkristallschwinger
DE2945243A1 (de) Biegeschwingungswandler
DE2326908C3 (de) Schutz- und Haltevorrichtung für Miniatur-Schwingquarze
DE69832571T2 (de) Piezoelektrischer Resonator und elektronisches Bauelement damit
DE69415202T2 (de) Piezoelektrisches Filter
DE2824655C2 (de) Oszillator mit einem Resonator aus einem keramischen oder einkristallförmigen, von Quarz verschiedenen piezoelektrischen Material
DE2920356C2 (de)
DE1616355B1 (de) Elektromechanischer Wandler
DE19758033A1 (de) Piezoelektrischer Dickenscherungsresonator
DE2638055C3 (de) Quarzoszillator mit Frequenzeinstellvorrichtung
CH679707A5 (en) Measuring device with radio information link - has output signal of transmitter initiating response from sensor transmitter in form of carrier frequency
DE3032847A1 (de) Elektrisches bauelement mit einem oberflaechenwellen-resonator
EP1153478A2 (de) Substratplättchen aus langasit oder langatat

Legal Events

Date Code Title Description
OAP Request for examination filed
OD Request for examination
D2 Grant after examination
8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: HENKEL, G., DR.PHIL. FEILER, L., DR.RER.NAT. HAENZEL, W., DIPL.-ING., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN

8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: KABUSHIKI KAISHA TOSHIBA, KAWASAKI, KANAGAWA, JP

8339 Ceased/non-payment of the annual fee