164288. lajstromszámú szabadalom • Nagyszámú hőelem befogadására alkalmas nagypontosságú hidegpont kompenzátor
3 164288 4 Az egymással szoros hőcsatolásban levő hőelem szakaszok és hőmérsékletfüggő ellenállások, továbbá a hőelemek mindegyikének villamos csatlakozási pontjai a zárt teret képező tartályban vannak. 5 A fenti elrendezés révén elkerülhető, hogy hirtelen fellépő hőmérséklet-ingadozások a hőelem végződésekre azonnali hatást gyakorolhassanak, hanem lassan és lefojtva éreztetik hatásukat a io zárt térben, ilymódon a zárt térben a hőmérséklet-különbségek intenzíven kiegyenlítődnek és minden helyen a megadott hibahatáron belül azonos hőmérséklettől függő potenciál uralkodik. 15 Azáltal, hogy a hőmérsékletfüggő ellenállás különböző fémekből áll, megfelelő anyagok kiválasztásával a hidegponttól való magasabb hatványú eltérések is kiküszöbölhetők és ezáltal igen pontos 2 Q hidegpont hibakompenzáció érhető el. Mivel a hőelem és a híd közötti összekötő vezetékszakaszok ugyanabból az anyagból vannak, mint a hőelem megfelelő szára és az összekötő vezetékek a hőmérsékletfüggő ellenállással egységes hőtárolót képeznek, a mérőpontváltóval kapcsolt hőelemek hidegpontjai közvetlenül a híd hőmérsékletfüggő ellenállásának környezetébe helyeződnek át, s így jó és késedelemnélküli' hőcsere lép fel a hőelem és a hőmérsékletfüggő ellenállás között. Ezáltal a tranziens hőmérséklet-eltéréseket, melyek e nélkül ténylegesen fellépnek, a híd hőmérsékletfüggő ellenállása, mely termikusan együtt fut az áthelyezett hidegponttal, 35 azonnal kiegyenlíti. A találmány szerinti hidegpont kompenzátor több hőelem hidegpontjában igen pontos kompenzálását és ezzel számítógépeknél megkövetelt 40 precíziós mérési eredmények elérését teszi lehetővé, jelentősebb fűtési és hűtési segédenergia nélkül, csupán néhány mA-t igénylő gyengeáramú mérő áramkörrel ellátott kompenzáló feszültséggel. A találmány szerinti hidegpont kompenzátor egy példaképpeni kiviteli alakját ábrázoló rajzon az 1. ábra a kompenzátor keresztmetszetét, a 2. ábra a hídegységet mutatja. 5Q Az 1 külső falból és a 2 belső falból, valamint az ezek között elhelyezett 3 hőszigetelő anyagból álló, nagy hőkapacitású és nagy hőellenállású, osztott és tömítetten lezárható dobozban 55 helyezkedik el a 4 szerelőlap. Ez a 4 szerelőlap nagy hőkapacitású és jó hővezetőképességű anyagból van, amelyhez az 5 szigetelő távtartók a 6 lapok rögzítik. A 4 szerelőlapon helyezkednek el a 7 sorkapcsok, amelyek a nagyszámú hőelem- 60 -hidegpont rögzítésére szolgálnak. A dobozba a 8 hőelemek tömítetten vannak bevezetve. A 6 lapon helyezkedik el a 9 hídegység. A kompenzátor dobozán kivül található a 10 stabilizált híd-tápfeszültségforrás. 65 A 9 hídegység a platinából levő, miniatűr 11 ellenállás érzékelőkből, a 12 ellenállás érzékelőkből, a 13 kerámia csőből, a hibakompenzáló 14 és 15 hőelem szakaszokból, a hőkiegyenlítő 16 rézcsőből, a precíziós kompenzáló-feszültség 17 kimenetéből, a hídáram beállító 18 ellenállásból, a híd nullázó 19 ellenállásból, valamint a 20 híd tagokból áll. A hidegpont-kompenzátor kettősfalú dobozának működése egy villamos RC csillapító négypólusával analóg. Külső ugrásszerű hőmérséklet-változások csak igen lassú, erősen csillapított hőmérséklet-változásokat idéznek elő a dobozon belül. így hőmérséklet-gradiensek a belső jó hővezetés és a konvenció miatt nem tudnak kialakulni, továbbá a kis hőtehetetlenségű elemekből felépített hőmérsékletérzékelő híd késedelem nélkül képes követni az időben változó, de izoterm eloszlású hőmérsékletet. A számbajöhető külső hőmérséklet-változási tartományban pl. 0—50 C° közt a hőelem az egy-két tized C° megengedett hibán belül lineárisnak tekinthető. A találmány szerint a kompenzáló feszültség előállítása áramstabilizált szimmetrikus hídban alkalmazott platinából levő 11 ellenállás hőmérsékletfüggését kifejező függvény negatív előjelű másodfokú tagjainak hatálytalanítása által történik, a példaképpen rézből levő 12 ellenállás hőmérsékletfüggését kifejező függvény pozitív előjelű másodfokú tagja segítségével. A híd érzékelői és a hidegpontok többtárolós rendszert képeznek, ami a lassú hőmérséklet változás ellenére is még mindig nagy időállandójú tranziens dinamikus kompenzálási hibák keletkezését okozhatja. A többtárolós rendszer kompenzálása a hídban alkalmazott 14, 15 hőelem szakaszoknak az érzékelőkével azonos termikus hőcsatolása által jön létre. Az ilyen módon előállított, kívánt pontosságon belüli hőelem hidegponti kompenzáló feszültség a 17 kivezetésen megy ki, a mérőhely, illetve hőelem-választó 21 kapcsolóhoz, ami vezérelt mérőpontváltó is lehet. A 21 kapcsoló a kompenzáló feszültséget a 8 hőelemek 22 rézvezetékből készült kimeneteivel sorba kapcsolja. A hidegponti kompenzált mérési eredmény a 23 műszeren olvasható le. Szabadalmi igénypont: Nagyszámú hőelem befogadására alkalmas nagypontosságú hidegpontkompenzátor, átkapcsoló ill. méréspontváltó segítségével bármelyik hőelem mérőkörébe iktatható mérőhíddal, amelynek legalább az egyik hídágában hőmérsékletfüggő ellenállás van, valamint a mérőhídat magábafoglaló, zárt teret képező tartállyal, azzal jellemezve, hogy a mérőhíd (9) hőmérsékletfüggő ellenállása (11, 12) legalább két fémből áll, továbbá hogy a 2
