Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ - Патент РФ 2025736
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: 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.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2025736
Класс(ы) патента: G01R5/22
Номер заявки: 4882533/25
Дата подачи заявки: 16.11.1990
Дата публикации: 30.12.1994
Заявитель(и): Киевский технологический институт легкой промышленности (UA)
Автор(ы): Горбачук Николай Тихонович[UA]
Патентообладатель(и): Киевский технологический институт легкой промышленности (UA)
Описание изобретения: 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 ρ, постоянной Холла
Rx = Vxd/I˙B, где Vx - напряжение, возникающее на измерительных контактах;
В - магнитная индукция;
d - толщина чувствительного элемента;
I - ток питания через чувствительный элемент, и магнитосопротивления
M = Δ ρ/ρ˙B, где Δ ρ- изменение удельного сопротивления при появлении магнитного поля, и при измерении напряжения измерительные контакты сдвигают на расстояние, равное
l = a˙Rx/ ρ˙M, где а - ширина чувствительного элемента.
На фиг. 1 представлено схематическое изображение датчика температуры, изготовленного на основе объемного германия; на фиг.2 - то же, на основе пленок германия на арсениде галлия; на фиг.3 показана взаимная ориентация тока, магнитного поля, направления движения носителей заряда, расположения контактов при осуществлении способа измерения температуры в магнитном поле для случая положительного магнитосопротивления для полупроводника n-типа проводимости; на фиг.4 - то же, для полупроводника р-типа проводимости.
Для изготовления чувствительного элемента датчика температуры использованы пленки германия с удельным сопротивлением при 300 К, равным 6˙10-4 Ом˙м. Ширина пленки а = 1˙10-3 м, толщина d = 5˙10-6 м.
Для компенсации влияния магнитного поля на величину измеряемого напряжения (пропорционального температуре) в области температур жидкого гелия датчик с чувствительным элементом 1 в виде прямоугольной пластины ориентируется в магнитном поле В при Т = 4,2 К так, чтобы силовые линии поля были перпендикулярны граням, определяющим толщину пластины, и вдоль ее продольной оси пропускается ток. На измерительных контактах 3, расположенных на гранях, определяющих ширину пластины, измеряется возникающее в магнитном поле Холловское напряжение Vх и рассчитывается постоянная Холла Rx = Vxd/I˙B, которая составила величину Rx = 0,37˙10-4 м3/Кл. Величина магнитосопротивления М = Δ ρ/ρ˙В измерялась на токовых контактах 2 и составила величину М = 0,5˙10-2 Т-1, измеренное удельное сопротивление при Т = 4,2 К равно 1,1˙10-2 Ом˙м. Затем измерительные контакты сдвигают и устанавливают на расстоянии между ними вдоль граней
l = = = 0,73·10-3м
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 ΔТ = 0,006 К.
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 ρ , постоянной Холла
Rx = Uxd / J˙B ,
где Ux - напряжение, возникающее на измерительных контактах;
B - магнитная индукция;
d - толщина чувствительного элемента;
J - ток питания через чувствительный элемент,
и магнитосопротивления
M = Δρ / ρ˙B ,
где Δρ - изменение удельного сопротивления при появлении магнитного поля,
и при измерении напряжения измерительные контакты сдвигают на расстояние, равное
l = a˙Rx / ρ˙M ,
где a - ширина чувствительного элемента.