Устройство для измерения температуры

 

,,., фС ав ;1 ",:;, е

1„

rI

> 587 345

Сова Советских

Социалистических

Рвсвубпик

О П И САН.И

ИЗОБРЕТЕН И

К АВТОРСКОМУ СВИДИТВЛЬСТВ (6!) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено25.06.76 (21)2375252/1

) М. Кл.

Ст Ol К 7/38 с присоединением заявки ¹2400248/18

I (23) Приоритет

Гюаударстеекник комктат

Сааата Мкнквтроа ССС9 па делам кзабрвтеккЯ и аткрмткк (43) Опубликовано 05.01.78. Бюллетень (45) Дата опубликования описания 11.0

) УДК 536 53 (088.8) (72) Авторы изобретения

И, Г, Аваева, Ф. В, Лисовский, Е. Г. Маисветова я В. И. Шаповалов

Ордена Трудового Красного Знамени институт радиотехники и электроники АН СССР в (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Иэобретвнпе относится к теплотехничес,ким измерениям и может быть использовано

;для измерения температур различного диапазона.

° Известны различные устройства для иэ мерения температур, в которых используют ся термоэлектричесщке чувствительные эле маеты Щ

Однако они имеют достаточно сложную схему измерений. Щ

Иэвэстны также термомагнитные устрой етва пвв вамереввв температур 2) .

Однако эти устройства имеют ограничен ную область применения.

Иаиболеэ близким к предлагаемому явлЬ !5 ется устройотво для измерения температуры, содержащее пленочный термочувствительный элемент, магнитные свойства которого заввевт ет:темпеyeryры. в впвппетер 13Д, Недостаткрм известного устройства яв 20 ляется сложиость Электрической схемы нреоэ раэования и индикаций, а.также ограниченный диапазон измеряемых температур; что сни» жает ф зткциональнце втреможностн устройст вар 26

С целью упрощения конструкции и расширенйя функциональных возможностей термочувствижльный элемент выполнен в виде магнитной пленки с градиентом температуры магнитной компенсации, а индикатор выполнен в виде прозрачный пленочных элементов: анализатора, шкалы, постоянного магнита, расположенных последовательно со стороны магнитной плевки, и поляризатора, закрепленного со стороны подложки.

Изобретение- поясняется чертежом.

Термочувствительный элемент 1, размещенный на подложке 2в котора» придает ему необходимую механическую прочность, расположен между оптическими пленочными поляризатором 3 и анализатором 4. Над анализатором помещена прозрачная шкала 5> отградуярованная нецосредственио.в гпадусах, а поверх шкалы - прозрачный пленочный магнит 6, Устройство для измерения температуры работает следующим образом. При обеспечений теплового. контакта с измеряемым объектом, температура которого лежит внуъ

587345

1 .составляют одна с дру ой некоторый угол, величина которого зависит от фарада ева вращения материала термочувствительного элемента 1. Плоскость пропускания анализатора 4 составляет равные углы с на правлениями плоскостей поляризации света, прошедшего через противоположно намагниченные области термочувствительноцо элемента 1, в результате чего после прохож»

10 дания света через анализатор 4 на шкале 5, отградуированной непосредственно в граду сах, наблюдается граница раздела между двумя областями термочувствительного эле мента,l . Сверху шкалы 5 расположен проз

f5 рачный магнит 6, с помощью которого обеспе чивается помехоустойчивость показаний датчика температуры по отношению к внеш ним магнитным полям.

Ширина границы раздела между двумя областями термочувствительного элемента 1 составляет окопа 1 мкм. При типичных размерах термочувствительного элемента

1 см и диапазона изменении температуры компенсации в материале термочувствитэльного о

25 элемента 0,1 К предлагаемый датчик температуры обеспечивает точность измерения о0 1 К ггредлагаемый датчик температуры обеспечивает точность измерения

0>1 К 10 4 10 К при отсчете по шка» о. -Ф о ле q помощью обычного оптического микроскопа.

В качестве материала для термочувствительного элемента используется двухподрешеточный ферромагнетик с различной темпе ратурной зависимостью намагниченности подрешеток М и Мо, обладающий темйе итурой магнитной компенсации Т . При Т 4 Т намагниченность одной из подрешеток превышает намагниченность другой подрешетки, при Т р Т имеет место об ратное соотношение, то есть М > М, Поэтому при Т r. Т вдоль магнитного поля будет ориентироваться вектор намагни ченности первой подрешетки (М g ),,à при Т .> Т - вектор намагниченности второй подрешетки (М ) Если с помощью соот ветствующих технологических операций создать в такой магнитной пленке градиент температуры магнитной компенсации таким образом, чтобы температура . компенсации . линейно изменяласть вдоль одного из направлений в плоскости пленки от Т до

Т (Тк - температура компенсации на левом крае пленки, Tgй -.на правом, Т с Т ), то при Т Ч к 4Ти /2 грани

М, М М будет находиться в центре пленки. При па вышении температуры граница будет смещаться вправо и нри Т Ф* Т окажется

Я на правом крае пленки, при понижении (влево и при Т Т () граница будет распола гаться на левом кое. При освещении датчика температуры естественным или искусственным светэм (co стороны поляризатора 5О

3) последний становится линейнополяриэо ванным. Пройдя прозрачную подложку 2, линейнополяризованный свет падает на темрочувстви тельный элемент 1, после прохождениякоторого происходит поворот плоскости поляризации. Уго поворота плоскости поляризации зависит от направления намагниченности в термочувст вительном элементе 1, поэтому плоскости поляризации света, прошедшего через две намагниченные в противоположном направлении области термочувствительного элемента

Инерционность датчика определяется вре менем, необходимым для установления тепле

35 вого равновесия между измеряемым обьек49 зоном изменения температуры компенсации

45 щ виде магнитной пленки с градиентом температуры магнитной компенсации, à янди. ри интервала изменения температуры маг нитной компенсации, в термочувствительиом элементе 1 образуются две намагниченные в противоположных направлениях области с четкой границей между ними. Положение границы определяется значением температу» ры измеряемого обьекта Т. Отсчет температуры производится с помощью предварительно отградуированной шкалы 5. Роль указателя шкалы выполняет граница между двумя противоположно намагниченными областями термочувствитепьного элемента 1, которая видима (на просвет) благодаря использованию оптических поляризатора 3 и анализатора 4 при освещении исскуствен- ным.ипи дневным светом. том и датчиком, и в зависимости от геометр рических размеров последнего составляет от долей секунды до нескольких минут. Интервал измерения температуры определяется диана» материала тэрмочувствительного элемента, который в случае монокристаллов беспримесных ферритов - гранатов составляет около 0,1 К, а в эпитаксиальных пленках с градиентом температуры компенсации может превосходить 100 К. Среднее значение о измеряемой температуры лежит в пределах от 0 до 500 К. формула изобретения

Устройство для измерения температуры, содержащее пленочныя термочувствительный элемент, нанесенный на подложку, и индикатор, отличающийся тем, что, с целью упрощении конструкции и расшире» ния функциональнык возможностей, термы чувствительный элемент в нем выполнен в

587345

Составитель В. Костин

Редактор Л., Курасова Техред C. Беца Корректор С, Гарасиняк

Заказ 122/31 Тираж 83 1 Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 хатор выполнен в виде прозрачных пленочных елементоьаиалиэатора, шкалы постоиныого магыита, расположенных последовательно со стороны магнитной пленки, и полириэатора, закрепленного со стороны подложкыа

Источники информации принятые во внимание при виспертизе:

1. Скотт P. Б. Техника низких температур ИЛ, М, 1962, с. 133-1 65.

2 Авторское свидетельство No 4 t."4 3 кл. Я 01 К 7/38, 1975, 3 ° Авторское свидетельств о М 2 0980 1, кл. Cj 01 К 7/38, 1968.