144561. lajstromszámú szabadalom • Hőmérsékletek, közvetve fizikai mennyiségek, vagy állapotok mérésére szolgáló thermoelektromos berendezés

Megjelent: 1958. november 15-én. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 144.561. SZÁM 42. i. 3-20. OSZTÁLY — SA—1042. ALAPSZÁM Hőmérsékletek, közvetve fizikai mennyiségek, vagy állapotok mérésére szolgáló thermoelektromos berendezés Dr. Szabó György és dr. Vitái Zoltán, Budapest, A bejelentés napja: 1957. május 2. A találmány tárgya hőmérsékletek, közvetve fizikai mennyiségek, vagy állapotok mérésére szolgáló thermoelektromos berendezés, amelynél a hőelemmel összekapcsolt műszer áramkörében olyan negatív hőfoktényezőjű ellenállás van iktatva, amely a környezet hőfokingadozása következtében fellépő ellenállás változtatása a műszer hőfokhibáját és/vagy a berendezésben alkalmazott összehasonlító helyénél fellépő hőfokingad©zásból előálló feszültségkülönbséget kiegyenlíti. Mint ismeretes, műszerekben alkalmazott pozitív hőfoktényezőjű ellenállások hőfokhibáját negatív hőfoktényezőjű ellenállással is ki lehet egyenlíteni. A találmány szerinti berendezés előnye, hogy egy és ugyanavval a negatív hőfoktényezőjű áramköri elemmel lehet mind a műszer hőfokhibájának, mind pedig a vonatkozási pontnál fellépő hőfokingadozásból eredő feszültségkülönbség kiegyenlítését elérni. Tudvalevő, hogy vannak negatív hőfoktényezőjű ellenállások, amelyeknél a hőfoktényező abszolút értéke lényegesen nagyobb, mint a fémek pozitív hőfoktényezőjének értéke. A találmány értelmében a negatív hőfoktényezőjű ellenállások ezen tulajdonságát olymódon hasznosítjuk, hogy a környezeti hőfokhatárok között gyakorlatilag 0 vagy pozitív, de kisebb hőfoktényezőjű anyagokkal megfelelő kapcsolásban oly eredő ellenállást hozunk létre, amelynek negatív hőfoktényezője oly értékű, hogy mind az áramkörben levő pozitív hőfoktényezőjű vezetők hőfokingadozása következtében fellépő hibáját, mind a hőelem összehasonlító helyénél a környezeti hőmérsékletváltozás következtében beálló ingadozásokat is kiegyenlíti. A találmány egy célszerű kiviteli alakja értelmében a negatív hőfoktényezőjű félvezető vagy ellenállás, mint pl. termisztor, thernewid, urdox, stb. kereskedelmi elnevezés alatt ismert áru gyakorlatilag 0 hőfoktényezőjű ellenállásával sorbakötve képez kompenzáló elemet. A találmány értelmében olyan hőfokmérés is keresztülvihető, amikor az összehasonlítási hely hőmérséklete és a mérési hőmérséklet között csupán csekély különbség van; a találmány ilyen esetben is a pontos hőfokmérés lehetőségét nyújtja. A találmány szerinti berendezés egy pélaképpeni kiviteli alakját vázlatosan a csatolt rajz tünteti fel, az ábrán H a hőelemet, T a találmány értelmében alkalmazott negatív hőfoktényezőjű áramköri elemet, pl. termisztort, Rí az utóbibval párhuzamosan, R2 pedig az avval sorbakapcsolt ellenállást jelöli, míg M a mV-mérőt jelenti. A csatolt rajzban ábrázolt példaképpeni berendezés működési elve a következő: az M műszernek a hőfoktényezője ß, tekintettel arra, hogy a T ellenállás pl. termisztor hőfoktényezője «= kb. —10 0-val, tehát T-t egy olyan Rí nulla hőfoktényezőjű ellenállással kötjük párhuzamosan, amely az Rí és T ellenállás eredő hőfoktényezőjét —-/Wal teszi számszerűen egyenlővé, valamint a két párhuzamos ellenállás értéke is úgy van megválasztva, hogy az egyenlő a műszer értékével. Amennyiben az R2 hőfoktényezője nulla, ebben az: esetben szokásos környezeti hőfokingadozások esetén a hőelem. két csatlakozási pontján az ellenállás változatlan és a műszernek az ellenállása a külső hőhatásfoktól független. Ha most a környezeti hőfoktényező változása következtében az összehasonlítási hely megváltozott hőfoka következtében a hőelem által leadott feszültség csökken, úgy annak kompenzálását fenti találmány szerint olymódon érjük el, hogy az Rí és T kombinációja nem a műszer ß hőfoktényező értékével lesz egyenlő, de ellenkező előjelű és azonos számértékű, hanem /a/> Iß/ és ebből kifolyólag pl. a környezeti hőfok emelkedése esetén a műszer áramkör-ellenállását olymértékben csökkenti, hogy a környezeti hőfokemelkedés következtében a csökkentett hőelemfeszüitség ellenére a műszer kitérése nem változik. Ez elérhető, ha az Rí nulla hőfoktényezőjű ellenállást és T erősen negatív hőfoktényezőjű ellenállást akár kísérlettel, akár számítással olymódon határozzuk meg, hogy környezeti hőfokváltozáskor a negatív hőifoktényezőjű T ellenállás következtében a kiviteli vázlatos ábrán