SU147815A1 - Способ измерени температуры с помощью конденсатора - Google Patents

Description

Известные способы измерени  температуры с помощью конденсатора , диэлектрнком в котором служит сегнетоэлектрик, не обеспечивают высокой устойчивости и надежности измерений.

Предложенный способ измерени  температуры с помощью конденсатора , диэлектриком в котором служит сегнетоэлектрик с пр моугольной нетлей диэлектрического гистерезиса, свободен от указанных недостатков .

Достигаетс  это благодар  тому, что измер емые температуры определ ют по амплитуде нлп времени токовых импульсов переключени  сегиетоэлектрика.

На фиг. 1 изображепы кривые температурной зависимости параметров имиульсов переключепн  сегнетоэлектрика ТГС; на фиг. 2 - приицнпиальиа  схема сегнетоэлектрического термочувствительного конде нсаторного датчика дл  измерени  температуры.

Сущность предложенного способа заключаетс  в использовании объективно существующих в переключающихс  сегнетоэлектркках температурных зависимостей импульсов переключени  дл  контрол  температуры .

Известно, что е повыщением темиературы максимальный ток и обратное врем  нереключеин  увеличиваютс  дл  сегнетоэлектрика трмг 1ицинсульфата (ТГС). Доиолнительные исследовани  показали р д особенностей ТГС: так, при фиксированпой частоте, амплитуде и длительности подаваемых бипол рных импульсов обнаружена высока  линейность зависимости от температуры времени -переключени  и максимального тока переключени  до температуры пор дка 30°.

Из фиг. 1 видно, что выходное напр жение, начина  с 30°, достига№ 147815-2ет насыщени  и при дальнейшем увеличении температуры начинает уменьшатьс .

При увеличении температуры выше точки Кюри (49°) импульсы переключени  исчезают. В области температуры от 40 до 49° наблюдаетс  уменьшение выходного напр жени  при сохранении времени переключени  посто нным, что свидетельствует об уменьшении перек/ )10чаемого зар да.

Независимость тока переключени  сегнетоэлектриков от величины, сопротивлени  нагрузки позвол ет получить выходное напр жение, пропорциональное сопротивлению нагрузки, что оказываетс  удобным, так как в этом случае имеетс  возможность смешени  шкалы и настройки на нужную температуру.

Дл  обеспечени  большого тока исключаетс  необходимость подбора образцов по емкости. Могут быть также использованы тонкие и пленочные структуры, что позвол ет снизить тепловую инерционность, так как по вл етс  возможность максимально упростить работу по выбору материала и обеспечению оптимальных условий работы датчика. Сегнетоэлектрик допускает, таким образом, получение напр жени , пропорционального температуре.

Дл  измерени  температур согласно описываемому способу предусмотрена схема, котора  содержит С., - сегнетоэлектрический конденсатор из пластинки ТГС; С - интегрирующий слюд ной конденсатор;

R - переменное сопротивление; - ограничительное сопротивление; /77 - полупроводниковый триод; - коллекторное сопротивление нагрузки триода; Е - батаре  запирающего смещени  триода. Индексом Ek обозначено отрицательное по отношению к земле напр жение источника коллекторного питани  триода.

При воздействии на вход схемы бипол рных пр моугольных импульсов напр жени  равной амплитуды и длительности, достаточных дл  полного переключени  сегнетоэлектрика, в цепи его нагрузки, состо щей лз конденсатора Ci и сопротивлени  RI, соединенных параллельно , будут протекать импульсы тока переключени . Конденсатор С производит интегрирующее считывание, уничтожа  паразитные пики, что повышает надежность и устойчивость измерений. Цепь нагрузки сегнетоэлектрика через сопротивление Rz св зана с эмиттером триода /77ь нормально закрытого смещением батареи Е. Поэтому напр жение на коллекторе триода ЯГ будет равно напр жению коллекторного источника питани .

Из схемы видно, что импульсы переключени  сегнетоэлектрика 0$ действуют в цени эмиттер-база триода ЯГ;. Отрицательный импульс переключени  не сможет изменить состо ни  триода Я7|, в то же врем  положительный импульс действует в направлении уменьшени  смещени  и при достаточной его величине произойдет отпирание триода ПТ. При этом коллекторный ток будет резко возрастать, а напр жение на коллекторе - надать (по абсолютной величине). Это приведет к тому, что на выходе цепи по в тс  импульсы напр жени .

Предмет изобретени 

Способ измерени  температуры с помощью конденсатора, диэлектриком в котором служит Сегнетоэлектрик с пр моугольной петлей диэлектрического гистеризиса, отличающийс  тем, что, с целыо повышени  устойчивости и надежности измерени  и расширени  диапазона измер емых температур, -последние определ ют по амплитуде или времени токовых импульсов переключени  сегнетоэлектрика.

Выходное напр /не -:-и.е Вольт

.0Ю-

Ю2030 050 ГС

Вход

Фиг. 1.

-)Г

Выход

Я,

Фиг. 2.