SU1476327A1

SU1476327A1 - Inductive temperature transducer with relay characteristics

Info

Publication number: SU1476327A1
Application number: SU864079568A
Authority: SU
Inventors: Валентин Давыдович Дорошев; Станислав Федорович Иванов; Николай Моисеевич Ковтун; Михаил Мефодиевич Савоста; Ефим Евтихиевич Соловьев
Original assignee: Донецкий физико-технический институт АН УССР
Priority date: 1986-06-27
Filing date: 1986-06-27
Publication date: 1989-04-30

Abstract

Изобретение относитс к приборостроению и позвол ет повысить точность контрол и регулировани температуры за счет увеличени чувствительности датчика. Индуктивный датчик температуры с релейной характеристикой содержит катушку индуктивности с сердечником, выполненным из монокристалла бората железа FEBO₃. 2 ил.The invention relates to instrumentation engineering and makes it possible to increase the accuracy of temperature control and regulation by increasing the sensitivity of the sensor. Inductive temperature sensor with a relay characteristic contains an inductor with a core made of a single crystal of iron borate FEBO ₃ . 2 Il.

Description

1one

Изобретение относитс к измерительной технике и может найти применение в прецизионных устройствах позиционного и пропорционального регулировани температуры и сигнализации.The invention relates to a measurement technique and can be used in precision devices for positional and proportional temperature control and signaling.

Цель изобретени - повышение чувствительности датчика.The purpose of the invention is to increase the sensitivity of the sensor.

На фиг. 1 приведена блок-схема прецизионного термостата дл кварцевого эталона частоты, в котором используетс предложенный датчик; на фиг. 2 - зависимость выходного напр жени мостовой схемы .FIG. 1 is a block diagram of a precision thermostat for a quartz frequency standard using the proposed sensor; in fig. 2 - dependence of the output voltage of the bridge circuit.

Датчик состоит из катушки индуктивности с сердечником 2, выполненным из слабоферромагнитного материала, намагниченность которого обусловлена взаимодействием Дз лошинского, в частности из монокристалла бората железа РеВОз. Катушка 1 индуктивности включена в одно из плеч мостовой схемы, другие плечи которой образованы опорными элементами (индуктивность 3, посто нный резистор 4 и переменные резисторы 5 и 6). Датчик температуры имеет хороший тепловой контакт с медным экраном 7, внутри которого pasмещен кварцевый резонатор 8, температура которого должна быть застабилизирована. На медном экране 7 намотан нагреватель 9, а экран вместе с датчиком и нагревателем помещен в теплоизолирующий кожух 10. Мостова схема с датчиком за- питываетс от генератора 11 переменного тока с частотой 1070 Гц. На выходе мостовой схемы включен низкочастотный усилитель 12, выход которого подключен к одному из входов фазочувствительного детектора 13. Другой вход детектора 13 соединен с выходом генератора 11, а его выход - с входом усилител 14 мощности, на выходе которого включен нагреватель 9.The sensor consists of an inductance coil with a core 2 made of a weakly ferromagnetic material, the magnetization of which is due to the interaction of Dz shoshinskii, in particular of a single crystal of iron borate REVOZ. Coil 1 inductance is included in one of the shoulders of the bridge circuit, the other shoulders of which are formed by supporting elements (inductance 3, fixed resistor 4 and variable resistors 5 and 6). The temperature sensor has a good thermal contact with the copper screen 7, inside of which a quartz resonator 8 is located, the temperature of which must be stabilized. On the copper screen 7, the heater 9 is wound, and the screen, together with the sensor and the heater, is placed in the heat insulating casing 10. The bridge circuit with the sensor is powered by an alternator 11 with a frequency of 1070 Hz. The output of the bridge circuit includes a low-frequency amplifier 12, the output of which is connected to one of the inputs of the phase-sensitive detector 13. The other input of the detector 13 is connected to the output of the generator 11, and its output is connected to the input of the power amplifier 14, the output of which is the heater 9.

Предложенный датчик работает следующим образом.The proposed sensor works as follows.

При температуре среды, превышающей температуру Неел Тм 75°С, слабый ферромагнетик РеВОз находитс в парамагнитном состо нии и его магнитна восприимчивость весьма мала, а магнитна проницаемость близка с единице. В этом случае индуктивность катушки 1 минимальна.When the temperature of the medium exceeds the Neel temperature Tm 75 ° C, the weak REVOZ ferromagnet is in the paramagnetic state and its magnetic susceptibility is very small, and the magnetic permeability is close to unity. In this case, the inductance of coil 1 is minimal.

При понижении температуры и ее приближении к точке TN магнитного упор до (ЛWith a decrease in temperature and its approximation to the point TN of the magnetic stop to (L

& vj& vj

05 СО05 WITH

юYu

))

чени восприимчивость резко возрастает, что приводит к увеличению магнитной проницаемости материала сердечника и, следовательно , индуктивности катушки. Изменение индуктивности катушки датчика вл етс его выходным сигналом и может быть зарегистрировано вторичной аппаратурой, например , включением датчика в мостовую схему переменного тока (фиг. 1). Из фиг. 2 видно , что выходное напр жение мостовой схемы измен етс в очень узком интервале температуры 0,1°. Учитыва , что величина магнитной проницаемости материала сердечника в указанном интервале температур измен етс весьма значительно (от 1 до нескольких дес тков), чувствительность предложенного датчика с сердечником из монокристалла бората железа РеВОз будет в несколько дес тков раз выше чувствительности известных датчиков с ферритовыми сердечниками .The susceptibility increases sharply, which leads to an increase in the magnetic permeability of the core material and, therefore, the inductance of the coil. The change in the inductance of the sensor coil is its output signal and can be registered by the secondary equipment, for example, by turning on the sensor in an AC bridge circuit (Fig. 1). From FIG. 2 that the output voltage of the bridge circuit varies in a very narrow temperature range of 0.1 °. Taking into account that the magnitude of the magnetic permeability of the core material in the specified temperature range varies quite significantly (from 1 to several tens), the sensitivity of the proposed sensor with a single core of boron borate single crystal CryPoZ will be several tens of times higher than the sensitivity of known sensors with ferrite cores.

При использовании предложенного датчика в схеме термостатировани (фиг. 1)When using the proposed sensor in the thermostating circuit (Fig. 1)

00

5five

00

мостова схема балансируетс при температуре , соответствующей наиболее крутому участку приведенной на фиг. 2 характеристики . При отклонении температуры от заданного значени на выходе фазочувстви- тельного детектора 13 по вл етс сигнал рассогласовани , который управл ет усилителем 14 мощности, питающим нагреватель 9. Схема фазируетс таким образом, чтобы при увеличении температуры экрана 7 ток нагревател 9 уменьшалс . Благодар большой крутизне характеристики датчика может быть достигнута длительна стабильность температуры -0,002°.The bridge circuit is balanced at the temperature corresponding to the steepest section shown in FIG. 2 characteristics. When the temperature deviates from a predetermined value at the output of the phase-sensitive detector 13, an error signal appears that controls the power amplifier 14 feeding the heater 9. The circuit is phased so that as the screen 7 temperature increases, the current of the heater 9 decreases. Due to the large slope of the sensor, long-term temperature stability of -0.002 ° can be achieved.

Claims

Invention Formula

An inductive temperature sensor with a relay characteristic that contains a core with a coil located on it, characterized in that, in order to increase the sensitivity, the core is made of a single iron crystal of borate REVO3.

1

Schyh. at 50

0.1 ° C

I I I I MM

7W 74.2 7Ч 74.6 7Wl ° C

..