способ измерения температуры
Классы МПК: | G01R5/22 термоэлектрические приборы |
Автор(ы): | Горбачук Николай Тихонович[UA] |
Патентообладатель(и): | Киевский технологический институт легкой промышленности (UA) |
Приоритеты: |
подача заявки:
1990-11-16 публикация патента:
30.12.1994 |
Применение: изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении температуры в присутствии магнитных полей в электроэнергетике, устройствах термоядерного синтеза, сверхпроводящих магнитных системах и др. Способ магнитокомпенсации, заключающийся в пропускании тока через чувствительный элемент, расположении измерительных контактов на чувствительном элементе и взаимной ориентации чувствительного элемента и магнитного поля такими, что возникающая в магнитном поле на измерительных контактах добавка к напряжению за счет эффекта магнитосопротивления компенсируется возникающим на этих же контактах холловским напряжением. 4 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4
Формула изобретения
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, включающий ориентацию чувствительного элемента в виде прямоугольной пластины в магнитном поле, пропускание тока через чувствительный элемент вдоль его продольной оси и измерение падения напряжения на измерительных контактах, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения температуры в магнитном поле путем компенсации влияния магнитного поля на величину измеряемого напряжения, предварительно на измерительных контактах при заданной температуре определяют величины удельного сопротивления![способ измерения температуры, патент № 2025736](/images/patents/448/2025005/961.gif)
Rx = Uxd / J
![способ измерения температуры, патент № 2025736](/images/patents/448/2025026/729.gif)
где Ux - напряжение, возникающее на измерительных контактах;
B - магнитная индукция;
d - толщина чувствительного элемента;
J - ток питания через чувствительный элемент,
и магнитосопротивления
M =
![способ измерения температуры, патент № 2025736](/images/patents/448/2025005/916.gif)
![способ измерения температуры, патент № 2025736](/images/patents/448/2025005/961.gif)
![способ измерения температуры, патент № 2025736](/images/patents/448/2025005/961.gif)
![способ измерения температуры, патент № 2025736](/images/patents/448/2025026/729.gif)
где
![способ измерения температуры, патент № 2025736](/images/patents/448/2025005/916.gif)
![способ измерения температуры, патент № 2025736](/images/patents/448/2025005/961.gif)
и при измерении напряжения измерительные контакты сдвигают на расстояние, равное
l = a
![способ измерения температуры, патент № 2025736](/images/patents/448/2025026/729.gif)
![способ измерения температуры, патент № 2025736](/images/patents/448/2025005/961.gif)
![способ измерения температуры, патент № 2025736](/images/patents/448/2025026/729.gif)
где a - ширина чувствительного элемента.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в преобразователях тепловых величин. Известен способ измерения температуры с помощью полупроводникового датчика температуры на основе пластически деформированной пленки германия на арсениде галлия, заключающийся в пропускании тока через чувствительный элемент и измерении падения напряжения на токовых контактах [1]. Однако этот способ не обладает требуемой точностью при измерениях в магнитных полях из-за возникновения на измерительных контактах дополнительного изменения напряжения, связанного с эффектом магнитосопротивления. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному способу является способ, в котором используются размерные эффекты в полупроводниках, заключающийся в пропускании в произвольном направлении вдоль чувствительного элемента тока, ориентировании датчика так, чтобы толщина чувствительного элемента была перпендикулярна направлению вектора индукции магнитного поля, и последующем измерении величины напряжения на измерительных контактах [2]. Однако и этот способ не позволяет с высокой точностью проводить измерения в магнитных полях в связи с тем, что магнитосопротивление датчика сильно возрастает с увеличением магнитных полей и при понижении температуры, поэтому резко возрастает погрешность измерений. Целью изобретения является повышение точности измерения температуры в магнитном поле путем компенсации влияния магнитного поля на величину измеряемого напряжения. Цель достигается тем, что в способе, включающем ориентацию чувствительного элемента в виде прямоугольной пластины в магнитном поле, пропускание тока через чувствительный элемент вдоль его продольной оси и измерение падения напряжения на измерительных контактах, предварительно на измерительных контактах при заданной температуры определяют величины удельного сопротивления![способ измерения температуры, патент № 2025736](/images/patents/448/2025005/961.gif)
Rx = Vxd/I
![способ измерения температуры, патент № 2025736](/images/patents/448/2025026/729.gif)
В - магнитная индукция;
d - толщина чувствительного элемента;
I - ток питания через чувствительный элемент, и магнитосопротивления
M =
![способ измерения температуры, патент № 2025736](/images/patents/448/2025005/916.gif)
![способ измерения температуры, патент № 2025736](/images/patents/448/2025005/961.gif)
![способ измерения температуры, патент № 2025736](/images/patents/448/2025005/961.gif)
![способ измерения температуры, патент № 2025736](/images/patents/448/2025026/729.gif)
![способ измерения температуры, патент № 2025736](/images/patents/448/2025005/916.gif)
![способ измерения температуры, патент № 2025736](/images/patents/448/2025005/961.gif)
l = a
![способ измерения температуры, патент № 2025736](/images/patents/448/2025026/729.gif)
![способ измерения температуры, патент № 2025736](/images/patents/448/2025005/961.gif)
![способ измерения температуры, патент № 2025736](/images/patents/448/2025026/729.gif)
![способ измерения температуры, патент № 2025736](/images/patents/448/2025026/729.gif)
![способ измерения температуры, патент № 2025736](/images/patents/448/2025026/729.gif)
![способ измерения температуры, патент № 2025736](/images/patents/448/2025026/729.gif)
![способ измерения температуры, патент № 2025736](/images/patents/448/2025026/729.gif)
![способ измерения температуры, патент № 2025736](/images/patents/448/2025026/729.gif)
![способ измерения температуры, патент № 2025736](/images/patents/448/2025026/729.gif)
![способ измерения температуры, патент № 2025736](/images/patents/448/2025005/916.gif)
![способ измерения температуры, патент № 2025736](/images/patents/448/2025005/961.gif)
![способ измерения температуры, патент № 2025736](/images/patents/448/2025005/961.gif)
![способ измерения температуры, патент № 2025736](/images/patents/448/2025026/729.gif)
![способ измерения температуры, патент № 2025736](/images/patents/448/2025026/729.gif)
![способ измерения температуры, патент № 2025736](/images/patents/448/2025026/729.gif)
![способ измерения температуры, патент № 2025736](/images/patents/448/2025026/729.gif)
l =
![способ измерения температуры, патент № 2025736](/images/patents/448/2025736/2025736t.gif)
![способ измерения температуры, патент № 2025736](/images/patents/448/2025736/2025736-2t.gif)
![способ измерения температуры, патент № 2025736](/images/patents/448/2025005/183.gif)
Для измерения температуры проводится градуировка датчика, т.е. измеряется зависимость напряжения на измерительных контактах 3 от температуры при отсутствии магнитного поля и строится график или составляется таблица. Из табличных данных для изготовленного датчика напряжение на измерительных контактах при Т = 4,2 К равно 150,3 мВ. После ориентации датчика в магнитном поле B = 8 Т и погружении его в жидкий гелий (Т = 4,2 К) напряжение на измерительных контактах оказалось равным 150,4 мВ. Исходя из чувствительности датчика к температуре, которая определена из градуировочных данных и равна 8%/К, посчитана погрешность в определении температуры
![способ измерения температуры, патент № 2025736](/images/patents/448/2025005/916.gif)