Преобразователь температуры

 

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для дистанционного измерения температуры. Преобразователь содержит источник питания, генератор и чувствительный элемент. Источник питания содержит термобатарею, соединенную с преобразователем стабилизированного напряжения. Выход источника со стабилизированным напряжением подключен к генератору. Чувствительный элемент, установленный в точке контроля температуры, подключен к генератору. При этом генератор соединен с антенной, а чувствительный элемент подключен линией передачи длиной, равной половине длины волны рабочей частоты. Изобретение позволяет преобразовать температуру в информационный сигнал и осуществить его дистанционную передачу. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для дистанционного измерения температуры.

Известен преобразователь температуры [1], представляющий собой частотно-импульсный генератор с чувствительным элементом в виде транзистора.

Недостатком данного устройства является нелинейность его статической характеристики.

Наиболее близким к заявляемому является преобразователь температуры [2], содержащий частотно-импульсный преобразователь на основе пороговой схемы (триггер Шмитта), в котором в качестве чувствительного элемента используется терморезистор. Этот преобразователь имеет линейную статическую характеристику.

Недостаток этого преобразователя заключается в том, что для его функционирования необходим отдельный источник питания, а для подключения преобразователя температуры к блоку измерения необходим проводной канал связи.

Техническим результатом изобретения является преобразование температуры в информационный сигнал и его дистанционная передача.

Технический результат достигается тем, что в преобразователе температуры, содержащем источник питания, генератор и чувствительный элемент, источник питания состоит из термобатареи, соединенной с преобразователем стабилизированного напряжения, к которому подключен генератор, а к генератору, соединенному с антенной, подключен линией передачи длиной, равной половине длины волны рабочей частоты, чувствительный элемент из термочувствительного материала, который установлен в точке контроля температуры. Чувствительный элемент выполнен из феррита. Чувствительный элемент выполнен из диэлектрика с температурным коэффициентом диэлектрической проницаемости ≥100•10 ⁶К^-1.

Чувствительный элемент подключается к генератору через волноводную линию длиной, кратной λ/2 от рабочей частоты.

Возможность осуществления заявляемого устройства подтверждается результатами исследований материалов к воздействию температуры, используемых в качестве чувствительного элемента.

На фиг.1 приведена блок схема преобразователя температуры, на фиг.2 приведена температурная зависимость магнитной проницаемости ферритовых материалов, на фиг.3 приведена зависимость диэлектрической проницаемости от температуры 1-1500 кГц; 2-4500 кГц.

Преобразователь температуры содержит источник питания 1, включающий термобатарею 2, соединенную с преобразователем стабилизированного напряжения 3, к которому подключен генератор 4, соединенный с передающей антенной 5. К генератору линией передачи 6 длиной, равной половине длины волны рабочей частоты, подключен термочувствительный элемент 7. При изготовлении чувствительного элемента из феррита на него наматывают катушку индуктивности, а при использовании диэлектрика с температурным коэффициентом диэлектрической проницаемости ≥100•10 ⁶К^-1 наносят обкладки конденсатора.

Преобразователь температуры работает следующим образом.

При воздействии температуры источник питания вырабатывает стабилизированное напряжение, от которого осуществляется работа генератора.

При использовании в качестве чувствительного элемента ферритового сердечника с намотанной катушкой индуктивности воздействие температуры приводит к изменению магнитной проницаемости феррита [3] (фиг.2) и изменению индуктивности намотанной катушки и, как следствие, изменяется рабочая частота генератора.

При использовании в качестве чувствительного элемента диэлектрика с температурным коэффициентом диэлектрической проницаемости ≥100•10 ⁶К^-1 с нанесенными обкладками конденсатора изменение температуры приводит к изменению диэлектрической проницаемости диэлектрика [4] (фиг.3), и изменению емкости конденсатора, а следовательно, изменению рабочей частоты генератора. Использование в качестве чувствительного элемента термочувствительного материала с высоким температурным коэффициентом диэлектрической проницаемости позволяет расширить интервал измеряемых температур.

Измерение температуры выполняют путем замера частоты генератора. Каждой частоте генератора соответствует определенное значение температуры.

Использование предлагаемого изобретения позволяет проводить дистанционное, беспроводное измерение температуры по радиоканалу без подключения отдельных источников питания.

Литература

1. Турченков В.И. Датчик температуры на транзисторах. - Приборы и системы управления, 1967, № 7.

2. Фесенко А.И., Кондратьев Г.В., Минаев Ю.М. Частотно-импульсный преобразователь температуры. //Техника средств связи. Сер. "Техника радиосвязи", 1978, вып. 6(22), с.148-150 (протопип).

3. Преображенский А.А. Теория магнетизма, магнитные материалы и элементы. - М.: Высшая школа", 1972, 288 с.

4. Ротенберг Б.А. Керамические конденсаторные диэлектрики. - СПб.: Типография ОАО НИИ "Тириконд", 2000. - 246 с.: ил.

Формула изобретения

1. Преобразователь температуры, содержащий источник питания, генератор и чувствительный элемент, отличающийся тем, что источник питания состоит из термобатареи, соединенной с преобразователем стабилизированного напряжения, к которому подключен генератор, а к генератору, соединенному с антенной, подключен линией передачи длиной, равной половине длины волны рабочей частоты, чувствительный элемент из термочувствительного материала, который установлен в точке контроля температуры.

2. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что чувствительный элемент выполнен из феррита.

3. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что чувствительный элемент выполнен из диэлектрика с температурным коэффициентом диэлектрической проницаемости ≥100·10 ⁶ К^-1.

РИСУНКИ