JPH0743285B2 - 電子温度計 - Google Patents

電子温度計

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JPH0743285B2
JPH0743285B2 JP63274640A JP27464088A JPH0743285B2 JP H0743285 B2 JPH0743285 B2 JP H0743285B2 JP 63274640 A JP63274640 A JP 63274640A JP 27464088 A JP27464088 A JP 27464088A JP H0743285 B2 JPH0743285 B2 JP H0743285B2
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JP
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piezoelectric element
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JP63274640A
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ホルスト・ツィーグラー
ホルスト・ベーレン
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ヘレウス・ゼンゾール・ゲーエムベーハー
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/32—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using change of resonant frequency of a crystal

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は，その周波数決定素子が,2つの接続電極を備
え，測定プローブとして形成される感温圧電素子であ
り，温度を算出するためにその側で評価装置に接続され
る発振器のコンデンサに対する接続電極がその感温圧電
素子によって直流電気的に分離される発振器を有する電
子温度計に関するものである。
例えば、浮揚ガスとしてフリウムを有し，密閉された金
属ケースに収容されている感温素子としての振動水晶を
有する温度測定プローブはヨーロッパ特許第41 168号明
細書から公知である。ケース壁によって導かれる引き込
み線は，このケース壁によって取り囲まれるガラスソケ
ットを密閉し，ケース壁に対し電気的に絶縁する。
実際上，このような密閉は，特に高温の場合，異なった
熱膨張係数および感熱絶縁材に基づき問題であることが
明らかになったので，このような温度測定プローブの高
い温度測定範囲は引き込み線によって制限される。さら
に，このような引き込み線は製造する際比較的費用がか
かる。
この発明は，比較的簡単な製造並びに350〜400℃の範囲
までの温度上限の上昇を可能にする外部影響による老化
に対して保護するため感温圧電素子を密閉して隔離する
という課題を与える。
この発明の課題は特許請求の範囲第１項の特徴によって
解決される。
好ましい実施例において，感温圧電素子は電気的に絶縁
されたケース壁で発振器から分離され，その際，この素
子の端子はこの壁上に置かれるかまたはこの壁に配置さ
れる２つの平板なコンデンサ電極と接続され，その対向
電極はケース壁の他方の側にある。その際，この対向電
極は同じくケース壁上で平坦に使用することが可能であ
るので，ケース壁は同時に形成されたコンデンサの誘電
体として使用される。しかし，対抗電極を平坦なケース
壁に直進運動をして配置することもまた可能である。そ
れで，対抗電極は例えば試験のために多数の圧電素子の
位置をずらすことによって相互に二三の発振回路と結合
することができる。さらに，圧電素子を回転可能に配置
されたケースに収容すること，およびその端子をケース
の内側の同軸方向に並置された環状または円筒の外被状
の電極と結合することが可能である。容量性配置は円筒
の外被または外被セグメントの形で相応して形成され固
定されている対抗電極によって形成される。特に，水晶
振動子は圧電素子として使用され，その切断角は，非衣
装の共振周波数が温度に依存するように選択される。し
かし，感温圧電素子として水晶またはセラミックを使用
することも可能である。
密閉して接続された圧電素子を，例えば発振回路の電子
的感応部分が電解トラフまたは光電池の外側に配置され
る電解装置の電解質のような活動的手段で配置する可能
性は特に有利であることが明らかになる。さらに，例え
ば回転する回転子の温度測定，電気機械の巻線温度測定
または回転する気象試験装置のプローブ面の測定を行う
ためにスリップリングまたは無線通信を介しての電気的
接続を必要としないで回転する測定物体の回転子に圧電
素子を配置することができることは有利である。ここ
で，例えば光電的または誘導性の外部給電の際，回転部
分に補助エネルギーを必要とするので，制限された温度
範囲を有する電子構成素子が圧電素子以外の回転部分に
含まれることは特に有利であることが明らかになる。
次に，この発明の主題が第１図，第2a図，第2b図，第３
図および第４図に基づいて詳細に説明される。
第１図に従って発振器１の周波数決定素子として役に立
つ圧電素子２は密閉して接続されたケース３にある。圧
電素子２の接続電極4,5と接続されるコンデンサ6,7の電
極６′,7′はケース３の内側にあるのに対し，発振器１
の入力端子8,9と接続されるコンデンサ6,7の電極６″,
7″はケース３の外側にある。したがって，両方のコン
デンサ6,7の電極間にあるケース壁はコンデンサの誘電
体または誘電体の一部を表している。発振周波数に基づ
いて温度を算出し，表示してまたは次の処理を評価する
評価装置10が発振器１に接続される。温度の算出は例え
ば測定された発振器の周波数と温度に依存しない信号を
生じる第２の発振器の周波数とを比較することによって
行われる。
第2a図は概略的に表された圧電素子２を含んでいる密閉
ケース３の一面を示している。圧電素子の老化を防止す
るため，ケースは純粋なガスまたは例えば窒素−ヘリウ
ム混合物のようなガス混合物で満たされる。圧電素子２
の接続電極4,5はケース３にあるコンデンサの電極６′,
7′と接続され，内部電極の真向かいのその外部電極
６″,7″はケース３の外面に配置される。ケースは全部
温度に強い材料から成る。その場合，コンデンサ6,7の
領域は最低限絶縁材が提供される。実際は，特にガラ
ス，石英ガラスまたはセラミックはケース材として適し
ていることが実証された。
第2b図において，実際は試験プローブとして使用可能な
ケースは圧電素子と共に断面で表されている。圧電素子
２は支持体11にある。支持体の導電性の支持体素子12,1
3は圧電素子２の電極端子と直接接続される。ここでは
発振器の信号の取り入れは，既に第2a図を説明したよう
に，その内部電極は接続電極4,5と接続されるのに対
し，その外部電極は発振器に導く端子8,9と接続されて
いるコンデンサ6,7を介して行われる。
第３図は例えば回転子によって与えられるような回転す
る測定物体にこの発明のよる電子測定装置を適用する場
合を示す。その際，圧電素子は例えば回転軸15を有する
回転子14の端部にあるケース３に収容される。その場
合，その内部電極６′,7′は円筒外被の環状の回転部と
して形成される。ケース３は同様に形成され固定された
環状の外部電極６″,7″の外側で囲まれている。この外
部電極６″,7″は内部電極６′,7′とと共にそれそれの
コンデンサ装置6,7を形成する。しかし，環状の回転す
る外部電極６″,7″の代わりに円周の一部を囲むセグメ
ントで置き換えることも可能である。外部電極は端子8,
9を介して発振器と接続される。
同様な原理により，温度測定プローブとして圧電素子を
電気機械の回転子に収容することも可能である。この場
合，回転軸の伝達は同様な原理により固定して設置され
ている発振器に第３図に基づいて説明したように作用す
る。その際，回転子上で押し開かれた円環外被状のケー
スをまた備えることも可能である。それで，回転子の端
部はそのつど軸受けに休止することができる。
さらに，第４図に従えば気象試験装置の軸15のまわりに
回転するプローブ支持体のプローブ面に圧電素子を使用
することは可能である。その場合，軌道に沿っての異な
った発熱源は測定プローブに影響を及ぼす。このような
気象試験装置の断面図に従えば固定されたケース壁17は
２つの互いに同軸に配置された回転する環状のコンデン
サ電極６″,7″を有する。このコンデンサ電極は支持体
上のケース３にある電極６′,7′のため対抗電極として
役に立つ。この場合，この電極６′,7′は外被セグメン
トの形状を有する。この方法で，電子温度計に関する長
期間の試験の場合特に固有の電源をなくすことは可能で
ある。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の主題の原理的動作方法を示す図であ
る。 第2a図および第2b図は実施されない信号伝達の構造的原
理の断面を表した図である。 第３図および第４図はこの発明を回転装置に適用した場
合を示す図である。 １…発振器,2…圧電素子,3…ケース,4,5…圧電素子の接
続電極,6,7…コンデンサ,8,9…入力端子,10…評価装
置。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】発振器を有する電子温度計であって，この
    発振器の周波数決定素子は測定プローブとして形成さ
    れ,2つの接続電極を備えている感温圧電素子であり，こ
    の感温圧電素子によって前記接続電極はコンデンサを介
    して前記発振器から直流電気的に分離され，温度を算出
    するために前記発振器の側に評価装置を接続され，圧電
    素子（２）は電気絶縁材の密閉ケース（３）に配置さ
    れ,2つの接続電極（５）は同様にコンデンサ（７）を介
    して発振器（１）から直流電気的に分離され，その場合
    各コンデンサ（6,7）はケース（３）の内側および外側
    にそれぞれある電極を有することを特徴とする電子温度
    計。
  2. 【請求項２】感温圧電素子（２）として水晶が使用され
    ることを特徴とする請求項１記載の電子温度計。
  3. 【請求項３】感温圧電素子（２）として発振器水晶が使
    用されることを特徴とする請求項１記載の電子温度計。
  4. 【請求項４】ケース（３）はガラス，石英ガラスまたは
    セラミックからなることを特徴とする請求項１記載の電
    子温度計。
  5. 【請求項５】ケース（３）の外側にある２つの電極はそ
    れぞれの対向電極に対し可動であることを特徴とする請
    求項１または４記載の電子温度計。
  6. 【請求項６】電極はそれぞれの対向電極に対し一方向ま
    たは回転方向に可動であることを特徴とする請求項５記
    載の電子温度計。
  7. 【請求項７】圧電素子（２）の接続電極（4,5）は，ケ
    ース（３）の壁の上または中に配置された２つの平板な
    電極（６′,7′）と接続され，その対向電極（６″,
    7″）はケース壁の他の側にあることを特徴とする請求
    項１乃至６のいずれかに記載の電子温度計。
  8. 【請求項８】内部電極（６′,7′）に対し外部電極
    （６″,7″）はケース壁の外側に固定して置かれている
    ことを特徴とする請求項７記載の電子温度計。
  9. 【請求項９】ケース（３）は円筒状対称に形成され，回
    転可能な軸上に取り付けられ，その場合その電極
    （６′,7′）は互いに同軸の環状外被として製作され，
    その対抗電極（６″,7″）は少なくとも部分的に前記ケ
    ース（３）を囲む場所固定の環状外被として形成される
    ことを特徴とする請求項７記載の電子温度計。
  10. 【請求項１０】対向電極（６″,7″）は環状セグメント
    として形成されることを特徴とする請求項９記載の電子
    温度計。
  11. 【請求項１１】内部電極（６′,7′）は軌道を運動する
    ケース（３）の環状セグメントとして形成され，その場
    合対向電極（６″,7″）は前記軌道を囲むことを特徴と
    する請求項７記載の電子温度計。
JP63274640A 1987-12-24 1988-11-01 電子温度計 Expired - Lifetime JPH0743285B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3744239.2 1987-12-24
DE3744239A DE3744239C1 (de) 1987-12-24 1987-12-24 Elektronisches Thermometer

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Publication Number Publication Date
JPH01172713A JPH01172713A (ja) 1989-07-07
JPH0743285B2 true JPH0743285B2 (ja) 1995-05-15

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ID=6343704

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JP63274640A Expired - Lifetime JPH0743285B2 (ja) 1987-12-24 1988-11-01 電子温度計

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US (1) US4861168A (ja)
EP (1) EP0325684A3 (ja)
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KR (1) KR890010544A (ja)
DE (1) DE3744239C1 (ja)

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