SU726443A1

SU726443A1 - Устройство дл измерени теплового потока

Info

Publication number: SU726443A1
Application number: SU782603092A
Authority: SU
Inventors: Михаил Ильич Уланов
Original assignee: Предприятие П/Я М-5539
Priority date: 1978-04-11
Filing date: 1978-04-11
Publication date: 1980-04-05

Description

Изобретение относитс к технике теплофизических измерений. Известны устройства дл измерени теплового потока, содержащие теплопри- емник, вспомогательную прослойку (эталонный элемент) и водоохлаждаемый стержень, образующий с теплоприемни- ком и вспомогательной прослойкой дифференциальную термопару l . Известно также устройство дл измерени теплового потока, содержащее теп лоприемник с термочуйствительным эле ментом, вспомогательную прослойку и тепловой резервуар , Эти устройства обладают недостаточ но высокой точностью и быстродействием Целью, изобретени вл етс повыше- ние быстродействи и точности измерени . Дд этого в устройстве дл измерени теплового потока, содержащем тепло приемник с термочувствительным элемён том, вспомогательную прослойку и тепловой резервуар, в качестве теплоприемника использован кристалл полупроводникового триода, в качестве термочувствительного элемента - его электроннодырочный переход эмиттер-база, в измеритель дополнительно введены дифференциальный усилитель посто нного тока и источник питани , причем база триода заземлена, эмиттер подсоединен к входу усилител и через резистор к источнику питани , а коллектор, используемый как нагреватель, подсоединен к выходу усилител , второй вход усилител через делитель напр жени подсоединен к источнику питани . Такое включение триода обеспечивает независимо от измер емой плотности теплового потока посто нство температуры теплоприемника - кристалла триода, что повыщает быстродействие и точность измерени . На чертеже представлена схема устройства . Устройство содержит бескорпусный гриод 1, используемый как теплоприемник , термочувствительный элемент и нагреватель , вспомогательную прослойку 2 дл .получени посто нной разности температур между кристаллом триода 1 (теплопраемником) и тепловым резервуаром 3, дифференциальный усилитель посто нного тока 4, к одному входу которого подсоединен эмиттер триода 1, второй вкод усилител подсоединен через делитель, напр жени 5 к- источнику пи тани 6 и к резистору 7,

Дл измерени мощности, выдел емой в коллекторном перехоае, который используетс как нагреватель, служит измеритель мощности 8, к входам которого подсоединены эмиттерный и коллек-

торный выводы триода 1 (ток через-триод поддерживаетс посто нным и дл определени мощности достаточно знать падение напр 5{ ени ). Базовый вывод триода заземлен.

При включении измерител выделени тепла в электронно-дырочных переходах триода J температура кристалла (теплопрнемника) растет. При некоторой температуре наступает равновесие между выделением тепла и отводом его через вспомогательную прослойку 2 в тепловой резервуар 3. Тогда измеритель готов к работе. При поступлении измер емого тепла (или отвода) температура теплоприемника повышаетс (понижаетс ) , напр жение на переходе эмит , подаваемое на инвертирующий вход усилител 4, измен етс , соответственно знаку изменени входного напр жени мен етс напр жение на выходе усилител 4, мощность, выдел ема на коллекторном переходе триода 1, используемом как нагреватель теплоприемника , измен етс и компенсирует подвод (отвод) тепла. Тепловой поток равен разностимежду начальной мощностью (мощностью холостого хода) и мощностью , выдел ющейс в нагревателе

при наличии измер емого теплового потока .

Таким образом, из-за того, что перепад температуры в вспомогательной прослойке поддерживаетс посто нным, быстродействие измерител плотности теплового потока зависит не от инерционности тепловых процессов во вспомогательной прослойке, как в известных измерител х, а от свойств дифференциального усилител , т. е. повыщаетс во много раз, потери тепла остаютс все врем на одном уровне и компенсируютс выделением тепла в нагревателе что повыщает точность измерени .

Форм.ул л изобретени Устройство дл измерени теплового потока, содержащее теплоприемник с термочувствительным элементом и тэп- ловой резервуар, отделенный от теплоприемника теплоизолирующей прослойкой отличающеес тем, что, с целью повыщ ни быстродействи и точности измерени , в качестве теплоприемника использован кристалл полупроводникового триода, в качестве термочувствительного элемента - его эмиттерный переход, а в качестве нагревател - коллекторный переход, а также в устройство введены дифференциальный усилитель посто нного тока и источник питани , причем база триода заземлена, эмиттер подсоединен к входу усилитед и через резистор к источнику питани , коллектор подсоединен к выходу усилител , второй вход.которого через делитель напр жени подсоединён к источнику питани .

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР К 411326, кл. G 01.К 17/08, 1971,

2.-Авторское свидетельство СССР № 322661, Жл. G б1 К 17/08, 1&70 (прототип). ; г 3

I I/

т1

Claims

Формул л изобретения

Устройство для измерения теплового _ч потока, содержащее теплоприемник с
2° термочувствительным элементом и тепловой резервуар, отделенный от теплоприемника теплоизолирующей прослойкой, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и точ— ²⁵ кости измерения, в качестве теплоприемника использован кристалл полупроводникового триода, в качестве термочувствительного элемента — его эмиттерный переход, а в качестве нагревателя — кол— ³⁰ лекторный переход, а также в устройство введены дифференциальный усилитель постоянного тока и источник питания, причем база триода заземлена, эмиттер подсоединен к входу' усилителя и через ³⁵ резистор к источнику питания, коллектор подсоединен к выходу усилителя, второй вход которого через делитель напряжения подсоединён к источнику питания.