RU1566883C - Capacitive temperature-sensitive element of hard-to-reach objects - Google Patents
Capacitive temperature-sensitive element of hard-to-reach objects Download PDFInfo
- Publication number
- RU1566883C RU1566883C SU4464253A RU1566883C RU 1566883 C RU1566883 C RU 1566883C SU 4464253 A SU4464253 A SU 4464253A RU 1566883 C RU1566883 C RU 1566883C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- crystal
- sensitive element
- hard
- capacitance
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к термометрии, в частности к датчикам для бесконтактного измерения температуры деталей машин и других объектов, доступ к которым во время работы затруднен или невозможен, в интервале 400-1000оС.The invention relates to thermometry, in particular to sensors for non-contact temperature measurement of machine parts and other objects, access to which during operation is difficult or impossible, in the range of 400-1000 about C.
Цель изобретения - повышение точности измерения. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurement.
На чертеже представлена зависимость емкости С кристалла со структурой перовскита при 200оС в зависимости от температуры предварительного отжига.The drawing shows the dependence of the capacitance C of the crystal with the structure of perovskite at 200 about With depending on the temperature of the preliminary annealing.
Поскольку значение С, характерное для данной температуры отжига, устанавливается в течение определенного времени, для построения кривой, изображенной на чертеже, время отжига выбирается таким, чтобы его дальнейшее увеличение не приводило к изменению С. Это время уменьшается при увеличении температуры отжига и в данных кристаллах составляет при 1000оС от 1 до 10 мин, при 400оС 30 ч. и более. Кривая на чертеже служит градуировочным графиком, по которому определяется температура.Since the C value, characteristic for a given annealing temperature, is set for a certain time, to construct the curve shown in the drawing, the annealing time is chosen so that its further increase does not lead to a change in C. This time decreases with increasing annealing temperature in these crystals at 1000 about C from 1 to 10 minutes, at 400 about 30 hours and more. The curve in the drawing serves as a calibration graph by which the temperature is determined.
Измерение температуры осуществляется следующим образом. На противоположные грани кристалла Рbln0,5Nb0,3О3 наносят металлические электроды (например, путем вжигания платиновой или палладиевой пасты). Затем его помещают в герметичную капсулу (например, в керамическую или платиновую), наполненную порошком РbZrO3 для предотвращения испарения из кристалла оксида свинца при высоких температурах. Производят градуировку датчика, для чего капсулу с кристаллом изотермически отжигают при нескольких температурах в интервале 400-1000оС (время отжига должно быть достаточно длительным для того, чтобы значение емкости С успевало установиться). После каждого отжига кристалл извлекают из капсулы, помещают в измерительную камеру, в которой поддерживается заданная температура, и измеряют электрическую емкость. По полученным данным строят кривую зависимости емкости от температуры отжига, которая служит градуировочным графиком.Temperature measurement is as follows. Metal electrodes are applied to opposite faces of the Pbln 0.5 Nb 0.3 O 3 crystal (for example, by burning platinum or palladium paste). Then it is placed in a sealed capsule (for example, in ceramic or platinum) filled with PbZrO 3 powder to prevent evaporation of lead oxide from the crystal at high temperatures. Produce calibration sensor, which capsule crystal isothermally annealed at several temperatures in the range 400-1000 C. (annealing time should be long enough to ensure that the value of capacitance C can be established). After each annealing, the crystal is removed from the capsule, placed in a measuring chamber in which a predetermined temperature is maintained, and the electric capacitance is measured. According to the data obtained, a curve is constructed of the dependence of the capacitance on the annealing temperature, which serves as a calibration curve.
Для измерения температуры капсулу помещают в место, подлежащее контролю, выдерживают ее при измеряемой температуре в течение времени, необходимого для установления величины С, после охлаждения извлекают кристалл из капсулы, помещают его в измерительную камеру, в которой поддерживается та же температура, что и при градуировке, измеряют величину С и по градуировочному графику определяют температуру. To measure the temperature, the capsule is placed in the place to be controlled, kept at the measured temperature for the time required to establish the value of C, after cooling, the crystal is removed from the capsule, placed in a measuring chamber in which the same temperature is maintained as during calibration , measure the value of C and the calibration curve to determine the temperature.
На величину емкости в диэлектрическом кристалле РbIn0,5Nb0,5O3 влияет степень упорядоченности в расположении атомов In и Nb по узлам кристаллической решетки. В используемом кристалле при Тn = 1010-1020оС наблюдается фазовый переход, для которого параметром порядка служит величина S. Для любых температур Т > Тn S= 0 (неизменна) и, следовательно, неизменна величина емкости. Для Т < Тn равновесное значение S монотонно увеличивается при понижении температуры от S=0 (при T=Tn) до S=1 (при Т=0 К). Однако использование датчика при температуре ниже 400оС затруднено из-за значительного возрастания времени установления равновесного значения S, изменение которого происходит путем диффузии.The capacitance in the PbIn 0.5 Nb 0.5 O 3 dielectric crystal is affected by the degree of ordering in the arrangement of I n and N b atoms at the sites of the crystal lattice. As used crystal at T n = 1010-1020 ° C, a phase transition, for which the order parameter is the value of S. For arbitrary temperature T> T n S = 0 (remains unchanged) and therefore the capacitance value is unchanged. For T <T n, the equilibrium value of S monotonically increases with decreasing temperature from S = 0 (at T = T n ) to S = 1 (at T = 0 K). However, the use of the sensor at temperatures below 400 ° C is difficult because of the significant increase in time required to establish equilibrium value S, which change takes place by diffusion.
Предлагаемый датчик обеспечивает высокую точность измерения в интервале 400-1000оС (погрешность при 600оС составляет 0,8%). Благодаря однозначной (не зависящей от термической предыстории) связи между емкостью датчика и измеряемой температурой не требуется знать форму графика изменения температуры объекта во времени, предшествующем установлению ее измеряемого значения, не требуется измерять емкость датчика до помещения его в термометрируемый объект. В интервале температур 400-800оС испарения оксида свинца не происходит и кристалл PbIn0,5Nb0,5O3 может быть использован без капсулы с порошком PbZrO3. При этом масса кристалла составляет 0,001-0,005 г, размеры ≈ 0,5 мм.The proposed sensor provides a high measurement accuracy in the range of 400-1000 ° C (the error at 600 ° C is 0.8%). Due to the unambiguous (independent of the thermal history) relationship between the sensor’s capacitance and the measured temperature, it is not necessary to know the shape of the graph of the object’s temperature over time prior to setting its measured value, it is not necessary to measure the sensor’s capacitance before placing it in a thermally measured object. In the temperature range of 400-800 C the evaporation of lead oxide does not occur and crystal PbIn 0,5 Nb 0,5 O 3 can be used without the capsules with the powder PbZrO 3. The mass of the crystal is 0.001-0.005 g, dimensions ≈ 0.5 mm.
Предлагаемый датчик рассчитан на многократное использование, он также может быть использован для измерения температуры, которая устанавливается в термометрируемом объекте после прохождения максимума. The proposed sensor is designed for repeated use, it can also be used to measure the temperature, which is set in a thermometerable object after passing the maximum.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4464253 RU1566883C (en) | 1988-07-20 | 1988-07-20 | Capacitive temperature-sensitive element of hard-to-reach objects |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4464253 RU1566883C (en) | 1988-07-20 | 1988-07-20 | Capacitive temperature-sensitive element of hard-to-reach objects |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1566883C true RU1566883C (en) | 1994-12-15 |
Family
ID=30441059
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4464253 RU1566883C (en) | 1988-07-20 | 1988-07-20 | Capacitive temperature-sensitive element of hard-to-reach objects |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1566883C (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2626222C1 (en) * | 2016-09-16 | 2017-07-24 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" (Университет ИТМО) | Sensitive element of temperature sensor |
-
1988
- 1988-07-20 RU SU4464253 patent/RU1566883C/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1024748, кл. G 01K 7/22, 1982. * |
Авторское свидетельство СССР N 1510507, кл. G 01K 7/34, 1987. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2626222C1 (en) * | 2016-09-16 | 2017-07-24 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" (Университет ИТМО) | Sensitive element of temperature sensor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2538930C2 (en) | Device and method for in-situ calibration of thermometer | |
CN108027286B (en) | Method and apparatus for thermometer field calibration | |
US3649891A (en) | Capacitive cryogenic thermometer | |
Bosch et al. | Behaviour of thick film resistors (Philips type RC-01) as low temperature thermometers in magnetic fields up to 5 T | |
US3748625A (en) | Moisture sensing element and method of making same | |
RU1566883C (en) | Capacitive temperature-sensitive element of hard-to-reach objects | |
Kopp et al. | Carbon resistors as low temperature thermometers | |
Lang et al. | Study of the ultrasensitive pyroelectric thermometer | |
US5681111A (en) | High-temperature thermistor device and method | |
Churney et al. | Studies in Bomb Calorimetry. A New Determination of the Energy of Combustion of Benzoic Acid in Terms of Electrical Units | |
US4812801A (en) | Solid state gas pressure sensor | |
RU1766156C (en) | Method of temperature measurement | |
Besley | Use of ceramic-encapsulated rhodium-iron alloy resistance thermometers below 80K: thermometric properties and stability | |
RU2819824C1 (en) | Self-calibrating temperature sensor on ferrite elements | |
RU2727564C1 (en) | Self-calibrating temperature sensor | |
SU414900A1 (en) | Localized dose calorimeter | |
GB1014829A (en) | Arrangements for measuring electrical properties of semiconductors | |
SU1651180A1 (en) | Method of manufacture of electrolytic moisture transducer | |
SU1000956A1 (en) | Plant for checking thermoelectric measuring devices | |
Lang | Use of pyroelectric devices for measuring small temperature changes | |
Schalles et al. | Investigation on the Curie temperature of a ferroelectric material as a temperature fixed-point | |
Periera et al. | Low-temperature thermal expansion of copper: Search for specimen-dependent effects | |
SU887945A1 (en) | Temperature-sensitive resistor | |
JP2644887B2 (en) | Adiabatic calorimeter | |
EP1901046A2 (en) | Method of temperature measurement and temperature-measuring device using the same |