188897. lajstromszámú szabadalom • Kalibrált hőmérsékletmérő eszköz
1 1§8 897 2 második 33 hőelem kialakítása céljából, amelyik a 14 hegy hőmérsékletét a 26 felületnél érzékeli. A hőáramot az első 24 felülettől a második 26 felület felé a két 24 és 26 felület közötti hőmérsékletkülönbségből lehet megállapítani. Ha ez a különbség pozitív, akkor hő folyik a 24 felülettől és ezzel a mérendő tárgytól, azaz a 14 hegy hőt vezet el a mérendő tárgytól, hüti azt. A 26 felületet a 24 felület hőmérsékletén tartó fütőeszköz a kerámia 20 cső köré tekercselt és 36, 38 vezetékekkel ellátott 34 fűtőelemmel van ellátva. Ennek a 34 fűtőelemnek legalább egy része a 26 felület, illetve a kerámia 20 cső 22 végének közvetlen szomszédságában van. A 34 fűtőelemet olyan elektronikus kapcsolással vezéreljük, amely a 31 és 33 höelemekről érkező potenciálkülönbséget hasznosítja meghajtójelként. így az elektronikus visszacsatolás következtében a hőáram a 14 hegyben a 24 és a 26 felület között kényszerűen nagyon közel esik nullához minden időpillanatban. Ez megszünteti a 9 hőmérsékletmérő hőelvonó hatását. A hőelvonó hatás kiküszöbölése lehetővé teszi, hogy a 9 hőmérsékletmérőt időtálló, mechanikailag ellenálló kialakítással készíthessük. A hőelvonó hatást ugyanis nem a 9 hőmérsékletmérő 14 hegyének finom kialakításával, hanem a visszacsatoló kapcsolással és a különbségi hőmérsékletérzékeléssel szüntetjük meg. Ennek köszönhetően a 9 hőmérsékletmérő 14 hegyét úgy alakíthatjuk ki, hogy az biztonsággal ellen tudjon állni a mindennapi használat megpróbáltatásainak. A fém 14 hegyet, illetve 28, 29 és 32 vezetőket sokféle fémből készíthetjük, mégis a legelőnyösebb, ha a 14 hegy és ezzel a 28 vezető anyaga vas. A 29 és 32 vezető ekkor konstantánból lehet, a létrejövő 31 és 33 hőelem tehát J típusú, vas-konstantán hőelem. Ahogy az a 2. ábrán a legjobban látható, a konstantán 29 és 32 vezető a nyomtatott áramkörű 18 lapon levő 46 és 48 kimenetnél csatlakozik a 9 hőmérsékletmérő réz anyagú villamoskapcsolásához. A konstanlán és a réz között létrejövő kapcsolat nemkívánatos hőmérsékletfüggő hatást gyakorol a 9 hőmérsékletmérő hatást gyakorol a 9 hőmérsékletmérő elektronikájára. Ugyanilyen nemkívánatos kimeneti kapcsolat jön létre a vas 28 vezető és a 18 lapon levő 44 kimenet között. A 34 fűtőelem 36 és 38 vezetékei 40 és 42 csatlakozásoknál vannak a nyomtatott áramkörü 18 laphoz kapcsolva, úgyhogy itt nem jön létre ilyen nemkívánatos kapcsolat. A találmány értelmében a 9 hőmérsékletmérőnek kalibráló készüléke is van a 31 és 33 hőelem hőmérsékletmérési hibáinak kompenzálására. A kalibráló készüléknek ellenállásos 50 hőmérsékletérzékelője van a 46 és 48 kimenet közvetlen szomszédságában, a vas 28 vezetővel sorosan kapcsolva. Az ellenállásos 50 hőmérsékletérzékelőben huzal, valamint eme huzal átmérőjét húzás útján csökkentő eszköz van. Ha most a 2. és 4. ábrát együtt vizsgáljuk, láthatjuk, hogy a nyomtatott áramkörű 18 lapnak két, lényegében párhuzamos 52 és 54 nyúlványa van, amik között 56 rés van. Az 50 hömérsékletérzékelő huzalátmérőjének csökkentésére a huzal szorosan az 52 és 54 nyúlvány köré van tekercselve olyan módon, hogy amikor az 52 és 54 nyúlvány közötti 56 rés nagyobbá válik, a huzal húzásnak van kitéve és ezáltal csökken az átmérője. Az ellenállásos 50 hőmérsékletérzékelő hőkoefficiense úgy van megválasztva, hogy alkalmas legyen a 44, 46 és 48 kimenet közvetlen szomszédságában a környezeti hőmérséklet itt észlelhető hatásainak kompenzálására. A gyakorlatban az ellenállásos 50 hömérsékletérzékelő végleges ellenállását úgy alakítjuk ki, hogy ezzel kompenzáljuk a gyártási pontatlanságokat és a 31 és 33 hőelemeknél fellépő kedvezőtlen hatásokat és ezzel legyőzzük azt a ± 11 ‘C-os hibát, ami a mostanság alkalmazott hőelemes hőmérsékletmérő eszközökben megvan. A 9 hőmérsékletmérő szerelése során az 50 hőmérsékletérzékelőt finombeállításnak vetjük alá olyan módon, hogy a készre szerelt 9 hőmérsékletmérő állandó hőmérsékletű kalibrálótesttel hozzuk érintkezésbe és megfelelő szerszám segítségével növeljük az 56 rést, nyújtjuk az 50 hőmérsékletérzékelő huzalját, ezzel csökkentjük annak‘átmérőjét és megváltoztatjuk végleges ellenállását anélkül, hogy hőmérsékletkoefficiensét változtatnánk. Amikor az új 9 hőmérsékletmérő és az állandó kalibrálótest közötti hőmérsékletkülönbség nulla, akkor az 50 hőmérsékletérzékelő és a 31, 33 hőelem egymáshoz van kalibrálva. A 9 hőmérsékletmérő működését az 5. ábra vázlatos kapcsolási rajza alapján ismertetjük, ahol a 31 hőelem mérendő 57 testhez van érintve. A 33 hőelem a 14 hegyben való hőáramot érzékeli. Az ellenállásos 50 hömérsékletérzékelő a Vrer referenciafeszültség és a vas 28 vezető közé van sorosan kapcsolva, amely utóbbi villamosán közös pont mind a két 31,33 hőelem számára. A 31 és 33 hőelemek által érzékelt hőmérsékleti jeleket a konstantán 29, illetve 32 vezető a 46, 48 kimeneteken át 62 erősítő 58 és 60 bemenetére vezeti. A 62 erősítő 64 kimenete 66 kijelzőt hajt meg, ami a 31 hőelem által mért hőmérsékletet mutatja, míg a 62 erősítő másik 68 kimenete 70 fűtőfokozatot vezérel a 34 fűtőelem működtetésére, ha a 31 hőelem által érzékelt hőmérséklet nagyobb, mint amekkorát a 33 hőelem érzékel. A 34 fűtőelem a 70 fűtőfokozat és a feszültségforrás közé sorosan van beiktatva a 38 és 36 vezeték útján. A 46 és 48 kimenet 72 és 74 ellenálláson át testre van kapcsolva, ami utat biztosít az 50 hőmérsékletérzékelőn átfolyó áram számára. Megjegyezzük, hogy az ellenállásos 50 hőmérsékletérzékelő hatásában mind a 31 hőelemmel, mind pedig a 33 höelemmel sorba van kapcsolva, úgyhogy egy hőmérsékletérzékelővel több hőelemet is kalibrálni lehet. Az egy 9 hőmérsékletmérőben alkalmazott két konstantán 29 és 32 vezető ugyanabból a huzaldarabból van és ezért nagyon jól illik egymáshoz mind a végleges ellenállást, mind pedig a hőkoefficienst illetően. Eme okoknál fogva az egyetlen 50 hőmérsékletérzékelő kielégítő módon tudja kompenzálni egyszerre a két hőelemet. Ez a körülmény az eszköz kalibrálását viszonylag egyszerűvé és olcsóvá teszi, különösen az eddig alkalmazott megoldásokhoz képest. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
