SU979889A1 - Датчик температуры - Google Patents

Description

(54; ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  стационарной температуры жидких и газообразных сред.

Известен датчик температуры, содержащий корпус, измерительный преобразователь в виде, например, катушки индуктивности l.

Такие датчики конструктивно просты , но имеют большую инерционность за счет прот женности провода катушки и его значительной массы и низкую точность из-за большой собственной температурной погрешности.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  датчик температуры, содержащий корпус, размещенные к нем термочувствительный элемент и электрические преобразователи . Электрические преобразователи - измерительный и компенса ционный - выполнены в виде катушек индуктивности, включенных дифференциально , а термочувствительный элемент размещен в магнитном поле измерительной катушки.н

Наличие термочувствительного элемента позвол ет повысить быстродействие датчика, так как элемент можно изготовить малой массы ибольшой площади, что обеспечивает мгновенный теплообмен с контролируемой средой независимо от характеристик катушек, а дифференциальное включение катушек позвол ет повысить точность 2,

Однако точность,указанного датчика тем не менее недостаточна, поскольку электрические параметры, например индуктивность компенсационной tHe нагруженной термочувствительным элементом ) и измерительной (нагруженной терг/ючувствительным элементом катушек в процессе измерени  те шературы среды мен ютс  по разному.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности, измерений за счет исключени  погрешностей, вызванных разогревом преобразователей и изменением электрофизических свойств термочувствительных элементов.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в датчик введены размещенные в 25 корпусе втулка и второй термочувствительный элемент, при этом термочувствительные элементы выполнены в виде электропроводных мембран, жестко закрепленных на торцах втулки , а преобразователи установлены

со стороны торцов втулки и отделены от мембран диэлектрическими прокладками равной толщины, причем мембраны выполнены из материалов с идентичными упругими свойствами и с различными значени ми температурных коэффициентов линейного расширени , а втулка выполнена из материала , величина температурного коэффициента линейного расширени  которого равна среднему арифметическому значению температурных коэффициентов линейного расширени  материалов мембран.

1 На чертеже схематически изрбреже датчик температуры.

Датчик содержит корпус 1, размещенную в нем втулку 2, жестко прикрепленные к ее торцам электропроводные мембраны 3 и 4, с наружной стороны которых через диэлектрические , например керамические, прокладки 5 и 6 равной толщиной установлены электрические преобразователи 7 Н 8, например включенные дифференциально катушки индуктивности ( подвод щие проводники на чертеже не показаны).

Прилегающие к мембранам прокладки , разность значений температурных коэффициентов линейного расширени  d- материалов мембран и втулки, а также запас прочности материала втулки обеспечивают термовыпучивание (.перемещение) центров мембран от своего нейтрального положени , соответствующего нормальной температуре , равной 20°С, только по оси вовнутрь втулки, т.е. в сторону, противоположную от преобразователей При этом рассто ние между мембранами превосходит значени  возможных перемещений мембран, обусловленных температурной деформацией. В зависимости от отклонени  измер емой температуры от нормальной кажда  мембрана совместно с преобразователем может быть как измерительной, так и компенсационной. Так мембрана у которой коэффициент d материала больше значени  коэффициент об материала втулки О положительна  разность ot ) при температуре выше нормальной , прогибаетс  вовнутрь втулки , а при температуре ниже йормальной находитс  в нейтральном положении , но также в напр женном состо нии за счет больших температурных деформаций материала мембран по сравнению с материалом втулки. Мембрана , у которой зйачение коэффициента °i меньше значени  коэффициента ci- материала втулки (отрицательна  разность о ) , при температуре выше нормальной находитс  в нейтральном положении, а при температуре ниже нормальной - прогибаетс  вовнутрь втулки. В этих случа х прогибающуюс  мембрану и размещенный от нее через прокладку преобразователь называют измерительными, а наход щуюс  в нейтральном положении мембрану и размещенный от нее через прокладку преобразователь - компенсационными . Преобразователи могут быть емкостными, индуктивными и др. Жесткое крепление мембран к втулке возможно достичь сваркой,

0 пайкой и т.д.

Датчик работает следующим образом, Е::ледствие отклонени  температуры контролируемой среды от нормальс НОЙ С20°С одна из мембран прогибаетс , в результате прогиба той или иной мембраны между мембраной и электрическим преобразователем образуетс  зазор. Изменение зазора между преобразователем и мембраной приводит к изменению электрических параметров преобразовател , а следовательно и сигнала на выходе датчика . По степени изменени  сигнала с датчика суд т об изменении темпе|ратуры измер емой среды.

Использование двух термочувствительных элементов и дифференциальное включение преобразователей позвол ют исключить погрешности, вызванные разогревом преобразователей ,и изменением электрофизических свойств мембран, что значительно повышает точность измерений датчиком.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР 172086, кл. G 01 К 7/16, 1963.

2.Авторское свидетельство СССР 393621,кл. G 01 К 7/00,1971 (прототип ) .