RU2789053C1 - Device for compensating connection of free ends of thermoelectric converters - Google Patents
Device for compensating connection of free ends of thermoelectric converters Download PDFInfo
- Publication number
- RU2789053C1 RU2789053C1 RU2022109926A RU2022109926A RU2789053C1 RU 2789053 C1 RU2789053 C1 RU 2789053C1 RU 2022109926 A RU2022109926 A RU 2022109926A RU 2022109926 A RU2022109926 A RU 2022109926A RU 2789053 C1 RU2789053 C1 RU 2789053C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thermoelectric converters
- free ends
- contact board
- connector
- communication line
- Prior art date
Links
- 230000001681 protective Effects 0.000 claims abstract description 20
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 3
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000789 fastener Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах для компенсационного подключения свободных концов термоэлектрических преобразователей.SUBSTANCE: invention relates to measuring technique and can be used in devices for compensating connection of free ends of thermoelectric converters.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к настоящему изобретению является устройство для компенсационного подключения свободных концов термоэлектрических преобразователей, содержащее контактную плату с винтовыми клеммами для подключения свободных концов термоэлектрических преобразователей, выполненную из теплопроводного материала с диэлектрическими свойствами и установленную в защитном корпусе, который снабжен вводами для термоэлектрических преобразователей и разъемом для подключения линии связи с вторичной аппаратурой, и по меньшей мере один термопреобразователь сопротивления, установленный на контактной плате и соединенный с упомянутым разъемом (https://all-pribors.ru/opisanie/17981-14-ukptp-12293, Приложение к свидетельству №56470, «Устройства компенсационные подключения термоэлектрических преобразователей УКПТП», номер в ГРСИ РФ 17981-14, производитель: ГосНИИ НПО «Луч» НПО «Техно-Луч»).The closest in terms of essential features to the present invention is a device for compensating the connection of the free ends of thermoelectric converters, containing a contact board with screw terminals for connecting the free ends of thermoelectric converters, made of a heat-conducting material with dielectric properties and installed in a protective housing, which is equipped with inputs for thermoelectric converters and a connector for connecting a communication line with secondary equipment, and at least one resistance thermal converter installed on the contact board and connected to the mentioned connector (https://all-pribors.ru/description/17981-14-ukptp-12293, Appendix to certificate No. 56470, “Compensating devices for connecting thermoelectric converters UKPTP”, number in the RF GRSI 17981-14, manufacturer: GosNII NPO Luch, NPO Tekhno-Luch).
Известное устройство для компенсационного подключения свободных концов термоэлектрических преобразователей используется в диапазоне температур от 1°С до 150°С и содержит два корпуса: наружный защитный корпус и внутренний корпус, выполняющий функцию пассивного термостатирования и обеспечивающий одинаковую температуру мест подключения свободных концов термоэлектрических преобразователей и термопреобразователей сопротивления. Контактная плата выполнена из текстолита. Термопреобразователь сопротивления представляет собой термопреобразователь сопротивления ТСП-06, выполненный по ТУ 95 2537-94, который соединен с разъемом для подключения линии связи с вторичной аппаратурой посредством измерительного моста, который расположен на контактной плате, и блока питания, который размещен за пределами устройства.A well-known device for compensating the connection of the free ends of thermoelectric converters is used in the temperature range from 1°C to 150°C and contains two housings: an outer protective housing and an inner housing that performs the function of passive temperature control and provides the same temperature at the connection points of the free ends of thermoelectric converters and resistance thermocouples . The contact board is made of textolite. The resistance temperature converter is a resistance temperature converter TSP-06, made according to TU 95 2537-94, which is connected to the connector for connecting the communication line with the secondary equipment by means of a measuring bridge, which is located on the contact board, and a power supply, which is located outside the device.
Недостатком известного устройства для компенсационного подключения свободных концов термоэлектрических преобразователей является большое количество элементов, входящих в его состав, что усложняет конструкцию, а также увеличивает опасность функционального отказа одного или нескольких из указанных элементов, что снижает надежность известного устройства. Кроме этого, известное устройство может работать в условиях, когда температура среды, окружающей защитный корпус, находится в диапазоне от 1°С до 150°С, или разность температур среды, окружающей защитный корпус, за его разными стенками не более 149°С. При выходе из диапазона температуры среды (от 1°С до 150°С), окружающей защитный корпус, или превышении разницы (149°С) между температурами среды, окружающей защитный корпус, за его разными стенками, температуры мест крепления свободных концов термоэлектрических преобразователей и термопреобразователя сопротивления различаются настолько, что точность измерения температуры ухудшается до величины, не допускающей по техническим условиям эксплуатацию известного устройства.A disadvantage of the known device for compensating connection of the free ends of thermoelectric converters is a large number of elements included in its composition, which complicates the design, and also increases the risk of functional failure of one or more of these elements, which reduces the reliability of the known device. In addition, the known device can operate under conditions where the temperature of the environment surrounding the protective housing is in the range from 1°C to 150°C, or the temperature difference of the environment surrounding the protective housing behind its different walls is not more than 149°C. When the ambient temperature range (from 1°С to 150°С) surrounding the protective housing is exceeded, or the difference (149°С) between the temperatures of the medium surrounding the protective housing outside its different walls is exceeded, the temperature of the fastening points of the free ends of thermoelectric converters and resistance thermal converters differ so much that the accuracy of temperature measurement deteriorates to a value that does not allow the operation of a known device according to technical conditions.
Технической проблемой настоящего изобретения является создание надежно и точно работающего устройства для компенсационного подключения свободных концов термоэлектрических преобразователей в условиях диапазона температур от 1°С до 500°С.The technical problem of the present invention is the creation of a reliable and accurate device for compensating the connection of the free ends of thermoelectric converters in the temperature range from 1°C to 500°C.
Техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение возможности эксплуатации устройства при температуре среды, окружающей защитный корпус, не более 500°С или разности температур окружающей среды за разными стенками защитного корпуса, не превышающей 499°С, при одновременном исключении из устройства части функционально самостоятельных конструктивных элементов с сохранением в устройстве функций исключенных элементов и высокой точности измеренияThe technical result of the present invention is to ensure the possibility of operating the device at a temperature of the environment surrounding the protective case, not more than 500°C or a difference in ambient temperatures behind different walls of the protective case, not exceeding 499°C, while excluding from the device a part of functionally independent structural elements with maintaining the functions of excluded elements and high measurement accuracy in the device
Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для компенсационного подключения свободных концов термоэлектрических преобразователей, содержащем контактную плату с винтовыми клеммами для подключения свободных концов термоэлектрических преобразователей, выполненную из теплопроводного материала с диэлектрическими свойствами и установленную в защитном корпусе, который снабжен вводами для термоэлектрических преобразователей и разъемом для подключения линии связи с вторичной аппаратурой, и по меньшей мере один термопреобразователь сопротивления, установленный на контактной плате и соединенный с упомянутым разъемом, согласно настоящему изобретению контактная плата выполнена из алюмонитридной керамики, а термопреобразователь сопротивления представляет собой токопроводящую дорожку, которая выполнена путем металлизации поверхности контактной платы, при этом токопроводящая дорожка соединена с разъемом для подключения линии связи с вторичной аппаратурой по пассивной схеме подключения.The specified technical result is achieved by the fact that in a known device for compensating the connection of the free ends of thermoelectric converters, containing a contact board with screw terminals for connecting the free ends of thermoelectric converters, made of a heat-conducting material with dielectric properties and installed in a protective housing, which is equipped with inputs for thermoelectric converters and a connector for connecting a communication line with secondary equipment, and at least one resistance thermal converter installed on the contact board and connected to the said connector, according to the present invention, the contact board is made of aluminum nitride ceramics, and the resistance thermal converter is a conductive track, which is made by metallization surface of the contact board, while the conductive track is connected to the connector for connecting the communication line with the secondary equipment via a passive connection connection scheme.
Кроме этого, токопроводящая дорожка выполнена из меди.In addition, the conductive track is made of copper.
Кроме этого, токопроводящая дорожка выполнена из никеля.In addition, the conductive track is made of nickel.
Кроме этого, токопроводящая дорожка выполнена из платины.In addition, the conductive path is made of platinum.
Отличительный признак заявленного изобретения, касающийся выполнения контактной платы из алюмонитридной керамики, позволяет исключить из конструкции второй корпус, который в известном устройстве выполняет функцию пассивного термостатирования, и обеспечить одинаковую температуру мест подключения свободных концов термоэлектрических преобразователей и термопреобразователей сопротивления за счет высокой теплопроводности контактной платы из алюмонитридной керамики. При этом теплопроводность контактной платы настолько велика, что позволяет увеличить диапазон рабочих температур вокруг защитного корпуса до 500°С при сохранении допустимой погрешности измерения.A distinctive feature of the claimed invention, concerning the implementation of the contact board from aluminum nitride ceramics, allows to exclude from the design the second case, which in the known device performs the function of passive temperature control, and to ensure the same temperature at the connection points of the free ends of thermoelectric converters and resistance temperature converters due to the high thermal conductivity of the contact board made of aluminum nitride ceramics. At the same time, the thermal conductivity of the contact plate is so high that it allows to increase the operating temperature range around the protective housing up to 500°C while maintaining the allowable measurement error.
Отличительные признаки заявленного изобретения, касающиеся выполнения термопреобразователя сопротивления в виде токопроводящей металлической дорожки, которая непосредственно соединена с разъемом для подключения линии связи с вторичной аппаратурой, позволяет упростить заявленное устройство путем исключения из конструкции измерительного моста, который расположен в известном устройстве на контактной плате, а также блок питания, расположенный в известном устройстве за его пределами, и одновременно повысить надежность работы устройства за счет уменьшения вероятности отказов в работе в связи с сокращением конструктивных элементов.Distinctive features of the claimed invention regarding the implementation of the resistance thermal converter in the form of a conductive metal track, which is directly connected to the connector for connecting the communication line with the secondary equipment, allows you to simplify the claimed device by eliminating the measuring bridge from the design, which is located in the known device on the contact board, as well as a power supply located in a known device outside it, and at the same time improve the reliability of the device by reducing the likelihood of failures due to the reduction of structural elements.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показано устройство для компенсационного подключения свободных концов термоэлектрических преобразователей (общий вид).The essence of the invention is illustrated by the drawing, which shows a device for compensating the connection of the free ends of thermoelectric converters (general view).
Устройство для компенсационного подключения свободных концов термоэлектрических преобразователей содержит защитный корпус 1, снабженный крышкой (на чертеже не показана), вводами 2 для термоэлектрических преобразователей 3 и разъемом 4 для подключения линии связи с вторичной аппаратурой. Внутри защитного корпуса 1 размещена контактная плата 5, которая закреплена на его внутренней поверхности, например, посредством крепежных элементов 6. Контактная плата 5 выполнена из алюмонитридной керамики и снабжена винтовыми клеммами 7 для подключения свободных концов 8 термоэлектрических преобразователей 3. На контактной плате 5 выполнена посредством металлизации ее поверхности по меньшей мере одна токопроводящая дорожка 9. Токопроводящие дорожки 9 выполнены, например из меди или никеля или платины и являются термопреобразователями сопротивления. Токопроводящие дорожки 9 соединены с разъемом 4 для подключения линии связи с вторичной аппаратурой по пассивной схеме подключения Устройство работает следующим образом.The device for compensating connection of the free ends of thermoelectric converters contains a
Тепло среды, окружающей защитный корпус 1, передается через стенки защитного корпуса 1, что изменяет локальную температуру воздуха внутри защитного корпуса 1 вблизи его стенок. Затем тепло от воздуха передается в контактную плату 5, при этом в зависимости от локальной температуры воздуха вблизи стенок защитного корпуса 1 разные участки контактной платы 5 нагреваются неодинаково. За счет высокой теплопроводности контактной платы 5, выполненной из алюмонитридной керамики, происходит выравнивание температур между ее различными участками, а также между винтовыми клеммами 7 для подключения свободных концов 8 термоэлектрических преобразователей 3 и токопроводящими дорожками 9, выполняющими функцию термопреобразователей сопротивления. Под действием разности температур между токопроводящими дорожками 9, выполняющими функцию термопреобразователей сопротивления, и местами закрепления свободных концов 8 термоэлектрических преобразователей 3 в винтовых клеммах 7 образуется пропорциональная упомянутой разности температур термоэлектродвижущая сила - напряжение. Это напряжение через винтовые клеммы 7 и токопроводящие дорожки 9 передается в разъем 4 для подключения линии связи с вторичной аппаратурой. Во вторичной аппаратуре измерение температуры происходит путем сложения измеренной разности температур свободных концов 8 термоэлектрических преобразователей 3 и температуры токопроводящих дорожек 9.The heat of the environment surrounding the
Claims (4)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2789053C1 true RU2789053C1 (en) | 2023-01-27 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3133960A1 (en) * | 1981-08-27 | 1983-03-10 | Dornier Gmbh, 7990 Friedrichshafen | Temperature measuring device having a measuring thermocouple and a compensation thermocouple for compensating the fault thermoelectromotive forces (thermal e.m.f.) of the so-called cold junctions |
| SU1638568A1 (en) * | 1988-06-21 | 1991-03-30 | Предприятие П/Я В-8754 | Device for compensating thermocouple cold junction temperature variation effects |
| RU12628U1 (en) * | 1999-07-05 | 2000-01-20 | Государственный научный центр Российской Федерации Научно-исследовательский институт атомных реакторов | COMPLETED THERMOCOUPLE CONNECTOR |
| RU2475712C1 (en) * | 2011-09-16 | 2013-02-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Method for temperature measurement using thermocouples; information measurement system for its implementation and temperature adapter |
| CN204188309U (en) * | 2014-11-20 | 2015-03-04 | 泰安磐然测控科技有限公司 | A kind of accurate thermopair reference edge samming compensating module |
| US10281339B2 (en) * | 2014-08-12 | 2019-05-07 | Autonics Corporation | Terminal board for temperature compensation of thermocouple |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3133960A1 (en) * | 1981-08-27 | 1983-03-10 | Dornier Gmbh, 7990 Friedrichshafen | Temperature measuring device having a measuring thermocouple and a compensation thermocouple for compensating the fault thermoelectromotive forces (thermal e.m.f.) of the so-called cold junctions |
| SU1638568A1 (en) * | 1988-06-21 | 1991-03-30 | Предприятие П/Я В-8754 | Device for compensating thermocouple cold junction temperature variation effects |
| RU12628U1 (en) * | 1999-07-05 | 2000-01-20 | Государственный научный центр Российской Федерации Научно-исследовательский институт атомных реакторов | COMPLETED THERMOCOUPLE CONNECTOR |
| RU2475712C1 (en) * | 2011-09-16 | 2013-02-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Method for temperature measurement using thermocouples; information measurement system for its implementation and temperature adapter |
| US10281339B2 (en) * | 2014-08-12 | 2019-05-07 | Autonics Corporation | Terminal board for temperature compensation of thermocouple |
| CN204188309U (en) * | 2014-11-20 | 2015-03-04 | 泰安磐然测控科技有限公司 | A kind of accurate thermopair reference edge samming compensating module |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3733887A (en) | Method and apparatus for measuring the thermal conductivity and thermo-electric properties of solid materials | |
| US11385106B2 (en) | Assembly for detecting temperature and contact assembly having such an assembly | |
| JP5736226B2 (en) | Method for determining the temperature of a power semiconductor | |
| JP6910471B2 (en) | Thermocouple device and temperature measurement method | |
| RU2789053C1 (en) | Device for compensating connection of free ends of thermoelectric converters | |
| US6158885A (en) | Thermocouple-to-extension wire ambient temperature error correction device | |
| CN110530927A (en) | A kind of thermoelectric material Seebeck coefficient test device and method | |
| JP4925920B2 (en) | Probe card | |
| JP3418407B2 (en) | Temperature measurement type external connection mechanism for printed wiring boards | |
| CN110121635B (en) | Temperature measuring device | |
| US1766148A (en) | Flow meter | |
| CN114460449A (en) | Low-temperature testing device and method for electromagnetic relay | |
| WO2017157431A1 (en) | Arrangement and method for determining a measurement value for a power cable | |
| CN105509914B (en) | Insulating and electromagnetic field resistant thermocouple | |
| KR20090003288A (en) | A circuit lid with a thermocouple | |
| CN110707062A (en) | IGBT module packaging structure and temperature detection method of IGBT chip | |
| RU224970U1 (en) | Power converter thermistor terminal type | |
| CN112798130B (en) | Multi-path temperature measuring device and multi-path temperature measuring circuit thereof | |
| RU220371U1 (en) | Wireless temperature sensor | |
| CN110392823B (en) | Temperature measurement, in particular in a turbine engine, by means of a grid structure of probe means | |
| US20230155333A1 (en) | Electrical Power Connector for Contacting an Elongated DC Power Distribution Busbar, and Method of Monitoring a Connection | |
| CN108152699A (en) | The electromigration lifetime time tester and its test method of contact hole | |
| RU2657130C1 (en) | Device for relative movement indication of objects | |
| CN212963757U (en) | Temperature sensing element, temperature measurement component and battery pack | |
| Wakasugi et al. | High heat-density SiC heater chip for thermal characterization of high temperature packaging |