DE969054C - Device for electrical temperature measurement - Google Patents

Description

Vorrichtung zur elektrischen Temperaturmessung Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur elektrischen Temperaturmessung unter Ausnutzung der Temperaturabhängigkeit der magnetischen S ättigungs induktion ferromagnetischer Werkstoffe.Device for electrical temperature measurement The invention relates on a device for electrical temperature measurement taking advantage of the Temperature dependence of the magnetic saturation induction of ferromagnetic Materials.

Es ist bekannt, zur Temperaturmessung temperaturabhängige Änderungen der verschiedensten physikalischen Größen, z. B. Länge, Widerstand usw., und auch der Permeabilität magnetischer Werkstoffe zu verwenden. Von den die Temperatur durch eine elektrische Spannung oder einen elektrischen Strom darstellbaren Anordnungen haben die Thermoelemente und die Widerstandsthermometer bisher den meisten Eingang in die Praxis gefunden. It is known that temperature-dependent changes are used for temperature measurement of various physical quantities, e.g. B. length, resistance, etc., and also the permeability of magnetic materials to use. From the the temperature through an electrical voltage or an electrical current representable arrangements thermocouples and resistance thermometers have so far had the most input found in practice.

Nachteilig bei den Thermoelementen ist, daß die an ihnen auftretende Spannung nicht ausreicht, um ohne besondere Verstärkungsmittel Stellglieder zur Beeinflussung der Temperatur speisen zu können.The disadvantage of the thermocouples is that they occur Tension is insufficient to control actuators without special reinforcement means Influencing the temperature to be able to feed.

Mit den bekannten Widerstandsthermometern lassen sich zwar temperaturabhängige Ströme erreichen, die ohne Zwischenschaltung von Verstärkern und Relais unmittelbar zum Antrieb von Steuer-und Regelmotoren verwendet werden können. Dieser Vorteil gegenüber den Thermoelementen muß jedoch durch große ohmsche Verluste in den temperaturabhängigen Widerständen erkauft werden.With the known resistance thermometers, temperature-dependent Achieve currents directly without the interposition of amplifiers and relays can be used to drive control and regulating motors. This advantage compared to the thermocouples, however, must be due to large ohmic losses in the temperature-dependent Resistance can be bought.

Denn Ströme der benötigten Größenordnung müssen durch gleichfalls erhebliche Spannungen aufgebracht werden, da die temperaturabhängigen Widerstände zur Erzielung eines großen Einflusses auf den Strom nicht beliebig verkleinert werden können. Es treten somit in diesem Fall in den Widerständen erhebliche ohmsche Verluste auf, die in der elektrischen Energiebilanz verlorengehen und eine Selbsterwärmung der Widerstände herbeiführen, deren Auswirkung auf das Meßergebnis durch besondere Maßnahmen ausgeglichen werden muß. Zur Erzielung großer Meßgenauigkeiten werden daher vielfach Brtickenschaltungen mit Widerstandsthermometern verwendet. Die Temperaturabhängigkeit der magnetischen Eigenschaften von Werkstoffen ist bisher für Temperaturmessungen in der Nähe des absoluten Nullpunktes ausgenutzt worden; es wird dabei die Suszeptibilität bestimmt. Ein anderes Magnetisierungsänderungen ausnutzendes induktives Verfahren zur Oberflächentemperaturmessung von Walzen hat sich wegen zu geringer Effekte nicht einführen können. Das gleiche gilt auch für eine andere bekannte Einrichtung zur Temperaturüberwachung elektrischer Einrichtungen tinter Verwendung von Werkstoffen mit temperaturabhängiger Permeabilität.Because currents of the required order of magnitude also have to go through Considerable stresses are applied because of the temperature-dependent resistances to achieve a great influence on the current not be reduced arbitrarily can. In this case, considerable ohmic losses occur in the resistors that are lost in the electrical energy balance and self-warming of the resistances, their effect on the measurement result by special Measures must be balanced. To the Achieving great measurement accuracy Bridge circuits with resistance thermometers are therefore often used. The temperature dependence of the magnetic properties of materials is so far has been used for temperature measurements in the vicinity of absolute zero; the susceptibility is thereby determined. Another magnetization changes utilizing inductive method for measuring the surface temperature of rolls cannot introduce themselves because of insufficient effects. The same goes for another known device for monitoring the temperature of electrical equipment tinter use of materials with temperature-dependent permeability.

Durch die Erfindung wird nun ein Weg gezeigt, der es unter Ausnutzung der zur Temperaturmessung an sich bekannten Temperaturabhängigkeit der Sättigungsinduktion magnetischer Werkstoffe ermöglicht, bei Vermeidung zusätzlicher ohmscher \'verluste in den Meßgliedern temperaturabhängige Spannungen oder Ströme solcher Größenordnung zu erzielen, daß sie unmittelbar zur Speisung von Stellgliedern für die Temperatur verwendet werden können. The invention now shows a way of making use of it the temperature dependence of the saturation induction, which is known per se for temperature measurement magnetic materials, while avoiding additional ohmic losses in the measuring elements temperature-dependent voltages or currents of such magnitude to achieve that they are used directly to feed actuators for the temperature can be used.

Diese Vorrichtung zur elektrischen Temperaturmessung unter Ausnutzung der Temperaturabhängiglteit der magnetischen Sättigungsinduktion ferromagnetischer Werkstoffe nach, der Erfindung ist gekennzeichnet durch zwei primärseitig in Reihe mit einer Luftspaltdrossel an einer Wechselspannung liegende Transformatoren mit scharfe Sättigungsknicke aufweisenden Eisenkernen, die bis in den Sättigungsbereich magnetisiert sind, von denen der eine der zu messenden Temperatur ausgesetzt wird, während der andere auf konstanter Temperatur gehalten wird, und sekundärseitig unter Messung des resultierenden Sekundärstromes, dessen Größe ein Maß für die zu messende Temperatur ist, gegen ei nandergeschaltet sind. This device for electrical temperature measurement using the temperature dependence of the magnetic saturation induction more ferromagnetic Materials according to the invention is characterized by two primary sides in series transformers connected to an alternating voltage with an air gap choke iron cores showing sharp saturation kinks that reach the saturation range are magnetized, one of which is exposed to the temperature to be measured, while the other is kept at constant temperature, and on the secondary side below Measurement of the resulting secondary current, the size of which is a measure of the current to be measured Temperature is switched against each other.

In der Zeichnung ist einAusführungsbeispiel dargestellt. An die Klemmen I und 2 der Reihenschaltung einer Luftspaltdrossel 3 mit den Primärwicklunge 4 und 5 der Transformatoren 6 und 7 ist eine Wechselspannung gelegt. Der in der Reihenschaltung fließende Strom wird dabei so eingestellt, daß beide Transformatoren, deren Eisenkerne einen scharfen Sättigungsknick aufweisen, bis in den Sättigungsbereich hinein magnetisiert sind. Wird einer der heiden Transformatoren auf konstanter Temperatur gehalten, der andere dagegen dem Einfluß der zu messenden Temperatur ausgesetzt, so werden in ihren Sekundärwicklungen verschieden große Spannungen induziert werden. Schaltet man ihre Sekundärwicklungen 8 und g gegeneinander, so wird ein an dem Meßinstrument Io ablesbarer Strom fließen, der ein Maß für die zu messende Temperatur ist. An exemplary embodiment is shown in the drawing. To the terminals I and 2 of the series connection of an air gap choke 3 with the primary windings 4 and An alternating voltage is applied to the transformers 6 and 7. The one in the series connection flowing current is set so that both transformers, their iron cores have a sharp saturation kink, magnetized into the saturation range are. If one of the two transformers is kept at a constant temperature, the other, on the other hand, is exposed to the influence of the temperature to be measured voltages of different magnitudes are induced in their secondary windings. Switches if you put their secondary windings 8 and g against each other, then one on the measuring instrument Io readable current flow, which is a measure of the temperature to be measured.

Durch einen Widerstand II kann der Strom im Selcundärkreis so abgeglichen werden, daß er der Temperaturdifferenz zwischen beiden Transformatoren proportional ist und somit das Meßinstrument direkt die zu messende Temperatur anzeigt. Als Meßinstrument kann dabei ein gewöhnliches Wediselstrominstrument oder ein Drehspulinstrument mit vorgeschaltetem Gleichrichter verwendet werden.The current in the secondary circuit can be adjusted using a resistor II that it is proportional to the temperature difference between the two transformers and thus the measuring instrument directly displays the temperature to be measured. As a measuring instrument can use an ordinary Wediselstrominstrument or a moving-coil instrument upstream rectifier can be used.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE t. Vorrichtung zur elektrischen Temperaturmessung unter Ausnutzung der Temperaturabhängigkeit der magnetischen Sättigungsinduktion ferromagnetischer Werkstoffe, gekennzeichnet durch zwei primärseitig in Reihe mit einer Luftspaltdrossel an einer Wechsel spannung liegende Transformatoren mit scharfe Sättigungsknicke aufweisenden Eisenkernen, die bis in den Sättigungsbereich magnetisiert sind. von denen der eine der zu messenden Temperatur ausgesetzt wird, während der andere auf konstanter Temperatur gehalten wird, und sekundärseitig unter Messung des resultierenden Sekundärstromes, dessen Größe ein Maß für die zu messende Temperatur ist, gegeneinandergeschaltet sind. PATENT CLAIMS t. Device for electrical temperature measurement taking advantage of the temperature dependence of the magnetic saturation induction ferromagnetic materials, characterized by two on the primary side in series with an air gap choke on an alternating voltage transformer with sharp Iron cores with saturation kinks that are magnetized up to the saturation range are. one of which is exposed to the temperature to be measured, during the other is kept at constant temperature, and on the secondary side under measurement of the resulting secondary current, the size of which is a measure of the temperature to be measured are switched against each other. 2. Vorrichtung zur elektrischen Temperaturmessung nach Anspruch I, dadurchgekennzeichnet. daß durch einen einstellbaren Widerstand im Sekundärkreis der Transformatoren der in ihm fließende Strom so abgeglichen wird, daß er der Temperaturdifferenz zwischen beiden Transformatoren proportional ist. 2. Device for electrical temperature measurement according to claim I, characterized. that by an adjustable resistor in the secondary circuit the transformers the current flowing in it is balanced so that it is the temperature difference is proportional between both transformers. In Betracht gezogene Druckschriften: »Auszüge deutscher Patentanmeldungen«, Brd. 4. Considered publications: "Excerpts from German patent applications", Br. 4. S.498; K r ö ne r t, »Meßbrücken und Kompensatoren«. P.498; K r ö ne r t, »Measuring bridges and compensators«. I935, Bd. I, S. 113/114.1935, Vol. I, pp. 113/114.