DE2916078C2 - Temperaturmeßgerät - Google Patents
TemperaturmeßgerätInfo
- Publication number
- DE2916078C2 DE2916078C2 DE2916078A DE2916078A DE2916078C2 DE 2916078 C2 DE2916078 C2 DE 2916078C2 DE 2916078 A DE2916078 A DE 2916078A DE 2916078 A DE2916078 A DE 2916078A DE 2916078 C2 DE2916078 C2 DE 2916078C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- temperature
- oscillator
- frequency
- measuring device
- temperature measuring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
- G01K11/22—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using measurement of acoustic effects
- G01K11/26—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using measurement of acoustic effects of resonant frequencies
- G01K11/265—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using measurement of acoustic effects of resonant frequencies using surface acoustic wave [SAW]
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
- G01K1/02—Means for indicating or recording specially adapted for thermometers
- G01K1/024—Means for indicating or recording specially adapted for thermometers for remote indication
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
- G01K11/22—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using measurement of acoustic effects
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
- G01K11/22—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using measurement of acoustic effects
- G01K11/26—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using measurement of acoustic effects of resonant frequencies
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Temperaturmeßgerät, mit einem temperaturabhängigen Oszillator mit einem
Oberflächenschwinger, dessen Schwingungsfrequenz von seiner Temperatur abhängt, und einem Festfrequenzoszillator,
mit einer Mischstufe zur Erzeugung einer Differenzfrequenz aus den Schwingungsfrequenzen
der beiden Oszillatoren, wobei die Differenzfre quenz ein Maß für die Temperatur ist.
Ein Temperaturmeßgerät dieser Art ist beispielsweise aus »Handbuch der technischen Temperaturmessung«.
Vieweg-Verlag 1976, S. 174 bekannt, wo ein Quarzkristallthermometer
beschrieben ist. Eine Mischstufe liefert dabei ein Differenzsignal zwischen einem ersten
Ausgangssignal eines ersten Oszillators mit einem ersten Quarzkristallschwingelement, dessen Schwingungsfrequenz
von der Temperatur abhängig ist, und einem /weiten Ausgangssignal eines zweiten Oszillators
mit einem zweiten Quarzkristallschwingelement, dessen Schwingungsfrequenz auch dann konstant ist, wenn
Temperaturänderungen auftreten. Das von der Mischstufe gelieferte Signal einer Differenzfrequenz wird mit
einem Zähler gezählt und als Ausgangssignal für die Temperatur des ersten Quarzkristallschwingelementes
in digitaler Form zur Anzeige gebracht.
Bei der Herstellung von Temperaturfühlern ist es im allgemeinen wünschenswert, das Schwingelement in
einem Gehäuse unterzubringen, damit ein temperaturmäßiges Altern des Schwingelementes verhindert wird,
jedoch ist es in derartigen Fällen schwierig, das Quarzkristallschwingelement an der Innenwand eines
Gehäuses zu befestigen, und zwar deswegen, weil die Grundplatte selbst schwingt. Soll daher die Umgebungstemperatur
um das Schwingelement überwacht werden, erweist es sich als wünschenswert, daß das Schwingelement
so rasch wie möglich auf die Umgebungstemperatur anspricht. Daraus ergibt sich das Erfordernis, daß
das Schwingelement in sehr gutem Kontakt mit der Innenwand des Gehäuses steht, das aus Material guter
Wärmeleitfähigkeit besteht. Damit erreicht man dann eine direkte Änderung der Temperatur des Schwingelementes
aufgrund der Wärmeleitung.
Bei akustischen Oberfiächenwellen handelt es sich um
ίο einen Effekt, der nur an der Oberfläche der Grundplatte
auftritt, so daß die Grundplatte selbst nicht schwingt. Die akustischen Oberflächenwellen sind dabei hochfrequente
Wellen, die jedoch mechanische Schwingungen darstellen, so daß die Schwingelemente nachstehend als
is Oberflächenschwinger bezeichnet sind. Darunter sind
Schwinger für akustische Oberflächenwellen zu verstehen.
Während also bei akustischen Oberflächenwellen die Grundplatte des Oberflächenschwingers selbst nicht
schwingt, hat ein Gehäuse die Eigenschaft, daß Änderungen der umgebungstemperatur zu einer
Ausdehnung oder einem Zusammenziehen des Gehäuses führen. Wenn nun die Grundplatte des Oberflächenschwingers
direkt an der Innenwand des Gehäuses befestigt ist, so ist diese Grundplatte Belastungen und
Beanspruchungen ausgesetzt und das Temperaturverhalten des Oberflächenschwingers ändert sich aufgrund
einer derartigen Beanspruchung.
Wird ein Quarzoszillator verwendet, so ist dieser im Gehäuse von einem Träger gehalten, wobei sich die
Quarzbasis hinsichtlich ihrer Temperatur aufgrund der Wärmeströmung von Luft oder Gas in dem Gehäuse
ändert. Das bedeutet jedoch, daß eine relativ lange Zeit erforderlich ist, bis der Oszillator auf Umgebungstempe-
raturen oder ihre Änderungen anspricht. Ein solches langsames Ansprechverhalten hinsichtlich der Temperatur
ist jedoch unbrauchbar, wenn es z. B. darum geht, für die Steuerung von Klimaanlagen zu sorgen.
Z. B. ist es für die Steuerung oder Einstellung von
Raumtemperaturen zweckmäßig, die in der Mitte eines Raumes herrschende Temperatur abzutasten und die
Raumtemperatur in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur einzustellen. Dabei ist es zweckmäßig, die
Frequenz des entsprechenden Oszillators vom jeweiligen Meßpunkt am Ort der Steuerung, z. B. bei einer
Klimaanlage zur Verfügung zu haben, welche häufig in der Ecke eines Raumes oder an einem anderen Ort
angeordnet ist. damit man die Raumtemperatur steuern kann.
Das eingangs genannte Temperaturmeßgerät ermöglicht lediglich die Temperaturmessung und digitale
Anzeige der Temperatur eines Schwingers unter Verwendung der Frequenz eines Oszillators, während
die im Zusammenhang mit der Steuerung einer Klimaanlage auftretenden Probleme unberücksichtigt
sind.
Aus der US-PS 38 86 504 sind zwar Oberflächenschwinger für akustische Oberflächenwellen an sich
bekannt und im Hinblick auf ihren Aufbau und ihre Wirkungsweise beschrieben. Ausführungen darüber, wie
ein Temperaturmeßgerät ausgebildet sein müßte, das zur Steuerung einer Klimaanlage geeignet ist, lassen
sich jedoch der genannten Literaturstelle nicht entnehmen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Temperaturmeßgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, das
ein verbessertes Ansprechverhalten gegenüber Temperaturänderungen aufweist.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, ein Temperaturmeßgerät der eingangs genannten Art so
auszubilden, daß der Oberflächenschwinger eine Grundplatte
aus Lithiumniobat aufweist und mit einer flexiblen Klebemittelschicht auf eine Platte guter Wärmeleitfähigkeit
aufgeklebt ist, daß der temperaturabhängige Oszillator die Ausgangsfrequenz des Oberflächenschwingers
über eine Sendeantenne überträgt, und daß die Mischstufe die Ausgangsfrequenz der Sendeantenne
über eine Empfangsantenne sowie die Ausgangsfrequenz des Festfrequenzoszillators zur Bildung der
Differenzfrequenz zwischen den beiden Ausgangsfrequenzen erhält.
Das erfindungsgemäße Temperaturmeßgerät stellt in vorteilhafter Weise eine einfache und gleichzeitig
wirkungsvolle Vorrichtung dar, die auch zur Massenherstellung geeignet ist und auf drahtlosem Wege eine
rasche Übermittlung von Temperaturmeßwerten ermöglicht. Da die Grundplatte des Oberflächenschwingers
mit der flexiblen Klebemittelschirht aufgeklebt ist, treten keine schädlichen Einwirkungen und Beanspruchungen
des Oberflächenschwingers auf, wenn Temperaturänderungen beim Gehäuse erfolgen. Wegen der
Übertragung der Temperaturmeßwerte mit Sendeantenne und Empfängerantenne kann ein Temperaturmeßgerät
dieser Art auch nachträglich installiert werden, ohne daß zu diesem Zweck Verbindungskabel
erforderlich sind. Die Grundplatte aus Lithiumniobat für den Oberflächenschwinger bietet den Vorteil, daß eine
große Änderung der Ausgangsfrequenz bei Temperaturänderungen des Substratmaterials auftreten.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der temperaturabhängige Oszillator des erfindungsgemäßen Temperaturmeßgerätes
mit einer Einrichtung für intermittierenden Betrieb versehen ist, da sich dann ein geringer
Energieverbrauch des Oszillators erzielen läßt.
Wenn das Temperaturmeßgerät in weiterer Ausgestaltung ein digitales Ausgangssignal als Steuersignal für
eine Einrichtung zur Temperatursteuerung liefert, so ist die Anordnung besonders gut zur Steuerung von
Klimaanlagen geeignet, bei denen der Oberflächenschwinger unmittelbar auf die Umgebungstsmperatur
anspricht.
Das erfindungsgemäße Temperaturmeßgerät wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen
und unter Bezugnahme auf die beiliegender. Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt
in
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Oberflächenschwingers
für akustische Oberflächenwellen zum Einsatz bei einem erfindungsgemäßen Temperaturmeßgerät,
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie H-Il Fig. 1,
Fig.3 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels des
Sendeteiles des erfindungsgemäßen Temperaturmeßgerätes mit einem Oberflächenschwinger nach F i g. 1,
Fig.4A ein Ersatzschaltbild der Schaltung gemäß Fig.3,
Fig.4B eine Teildarstellung einer abgewandelten Ausführungsform der Schaltung gemäß F i g. 3,
Fig.5 eine graphische Darstellung zur Erläuterung
des Zusammenhanges zwischen der Temperatur der Grundplatte des Oberflächenschwingers und der Änderungsgeschwindigkeit
der Frequenz des Oszillators gemäß Fig. 3,
Fi g. 6 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels
des Empfangsteiles des erfindungsgemäßen Temperaturmeßgerätes, und in
Fig.7 ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform
des Sendeteiles des erfindungsgemäßen Temperaturmeßgerätes.
Der in Fig. I dargestellte Oberflächenschwinger !
für akustische Oberflächenwellen umfaßt eine V-Schnitt-, Z-Ausbreitung-Grundplatte (piezoelektrische
Grundplatte) 2 aus Lithiumniobat, einen auf der einen Fläche dieser Grundplatte 2 und in ihrer Mitte
angeordneten Kammelektrodenwandler 3, etwa 200 auf
ίο beiden Seiten des Wandlers 3 angeordnete reflektierende
Streifen 4 sowie Anschlüsse oder Klemmen 5, die jeweils mit einer von zwei Elektroden des Wandlers 3
verbunden sind. Die Elektroden des Wandlers 3 und die reflektierenden Streifen 4 sind durch Aufdampfen eines
dünnen Aluminiumfilms auf die Oberfläche der Grundplatte 2 und anschließendes Photoätzen dieses Films
hergestellt Die Dicke des Aluminiumfilms beträgt 20 μιτι und die Linienbreite sowie der Abstand zwischen
den Elektroden des Wandlers 3 und den reflektierenden Streifen 4 betragen jeweils etwa 1". <im. Der Oberflächenschwinger
1 kann in Form von ciw?. 50 Einheiten auf einer Grundplatte 2 mit einem Durchmesser von
etwa 5 cm nach dem üblichen Fertigungsverfahren für integrierte Schaltkreise hergestellt werden. Die etwa 50
Einheiten werden sodann durch Schneiden voneinander getrennt. Die Fläche der Grundplatte 2 einer Elementeinheit
beträgt 1,5 χ 10 mm bei einer Dicke von 0,5 mm. Der beschriebene Oberflächenschwinger 1 besitzt
dieselbe Resonanzkennlinie wie ein Quarzschwinger.
Gemäß der US-PS 28 86 504 kann dieser Oberflächenschwinger für akustische Oberflächenwellen als Filter
oder als Oszillatorbauteil benutzt werden. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß zwischen dem Quarzschwinger
und dem Oberflächenschwinger für akustische Oberflächenwellen die folgenden erheblichen Unterschiede
bestehen: beim Quarzschwinger schwingt dessen gesamte Platte mechanisch, während beim Oberflächenschwinger
die Erzeugung und Ausbreitung der m*.•chanischen
Schwingung zentral auf einem Abschnitt erfolgt, der äußerst dicht an der Oberfläche der Grundplatte
liej^;. Weiterhin ist der Schwingfrequenzgarig in keiner
Weise von der Form der Grundplaite abhängig. Schließlich sind es Form und Anordnung dei Elektroden
des Wandlers 3 sowie der reflektierenden Streifen 4.
welche den Frequenzgang bestimmen: insbesondere werden die Resonanzfrequenzen hauptsächlich durch
die Breite sowie die gegenseitigen Abstände der Elektroden des Wandlers und der reflektierenden
Streifen 4 bestimmt. Aus diesen Gründen kann die
so Vorrichtung für akustische Oberflächenwellen mit Resonanzfrequenzen in einem Bereich von über
30MHz, d.h. im VHF- oder UHF-Bereich, ohne weiteres auf Massenfertigungsbasis hergestellt werden.
Wie erwähnt, kann die Form der Grundplatte 2 ziemlich frei gewählt werden, so daß ihrt Dicke sehr
klein sein kann. Da außerdem auch die Form der Rückseite der Grundplatte 2 frei gewählt werden kann,
eignet sich die Grundplatte 2 für die Herstellung eines Temperaturmeßgt.räts, dessen Ansprechzeit auf atmosphärische
Temperaturänderung sehr kurz ist, indem die Grundplatte 2 unmittelbar mit einer Metallplatte mit
großem Wärmeübertragungsvermögen verbunden, beispielsweise verklebt wird.
Die piezoelektrische K-Schnitt-, Z-Ausbreitung-Grundplatte
2 aus Lithiumniobat bietet die folgenden Vorteile: die Änderungsgröße des Frequenzgangs
entsprechend der Temperatur der Grundplatte 2 ist groß. Bei einer Abweichung des K-Schnittwinkels im
Bereich von ±5° und einer Abweichung des /?-Ausbreitungsrichtungswinkels
im Bereich von ±0,5" beträgt die Abweichung der akustischen Oberflächenwellengeschwindigkeit
nur etwa ±0.3 m/s. Diese Abweichung von ±0.3 m/s entspricht einer Temperature1 nderiing
von ±rC der Grundplatte 2. Dies bedeutet, daß die
erwähnten Abweichungen die Massenfertigung des Oberflächenschwingers für akustische Obcrflächenwellen
nicht verhindern, daß die charakteristischen bzw. Kennlinienabweichungen zwischen einzelnen derartigen
Vorrichtungen ziemlich klein sind und daß die so gefertigten Vorrichtungen für akustische Oberflächenwellen
für TemperaturmeBgeräte geeignet sind.
Gemäß F i g. I ist der Oberflächenschwinger I mit einer 0.4 mm dicken und 12 χ 15 mm großen Eisenplntte
6 beispielsweise mittels einer flexiblen Klebmittelschicht 7. z. B. aus Epoxyharz (vgl. F-* i g. 2) verklebt. An
dieser F.isenplatte 6 ist eine nicht dargestellte Abdekkung
angebracht. Die Klemmen 5 sind mit der Eiscnplatte 6 über Isolierelemente verbunden. Durch
diese Konstruktion wird eine Änderung der Resonanzfrequenz des Oberflächenschwingers I aufgrund einer
Verwerfung oder Verformung der Grundplatte 2 des Oberflächenschwingers 1 verhindert, die durch ein
Werfen oder sonstiges Verformen der F.isenplatte 6 aufgrund thermischer Ausdehnung oder anderer Ursachen
hervorgerufen wird, weil die Verformung der Eisenplatte 6 von der flexiblen Klebmittelschicht 7
aufgenommen wird.
Im Übertragungs- bzw. Sendeteil gemäß F i g. 3 ist ein
im Handel erhältlicher linearer integrierter Schaltkreis vorgesehen, der einen temperaturabhängigen Oszillator
8 bildet und der externe Anschlußklemmen 1.·»—7a.
einen Vorspannungsstabilisator 9. Widerstände R 1 bis R 4 und Transistoren Tn und To aufweist. Der Minuspol
einer Stromquelle 10(Batterie von 1.5 V) liegt an Masse,
während ihr Pluspol über die Klemme 7a und den Widerstand RA an den Kollektor des Transistors Tn.
unmittelbar an den Kollektor des Transistors Tn. über der. Widerstand R 2 an die Eingangsklcmme des
Stabilisators sowie über die Widerstände R 2 und R 1 an die Basis des Transistors Tn angeschlossen ist. Die
Emitter der Transistoren Tn und Tr; sind über den Widerstand R3 zusammengeschaltet, und der Ausgang
des Vorspannungs-Stabilisators 9 liegt an der Basis des Transistors Tr;. Die Klemmen 2a bis 6a sind in der
angegebenen Reihenfolge mit der Basis des Transistors Tr1. dem Emitter des Transistors Tr1. dem Emitter des
Transistors Tr2. der Basis des Transistors Tn bzw. dem
Kollektor des Transistors Tr2 verbunden. Die eine
Klemme 5 des Oberflächenschwingers 1 für akustische Oberflächenwellen liegt an Masse, während ihre andere
Klemme 5 über den Verzweigungspunkt 13 mit der Klemme 2a und außerdem über einen Kondensator Ci
mit der Klemme 3a verbunden ist. Das eine Ende eines
Kondensators Cj liegt an Masse, und sein anderes Ende ist mit der Klemme 3a sowie über einen Kondensator G
mit der Klemme 5a verbunden. Die Klemme 4a liegt an Masse. Die Klemme 6a liegt über einen Kondensator Ci
an einer Sendeantenne IZ die ein gewöhnlicher elektrischer Leiter sein kann. Bei der dargestellten
Ausführungsform ist der Oberflächenschwinger 1 für eine Resonanzfrequenz von 74,80MHz bei 25"C
ausgelegt
Fig.4A ist ein Ersatzschaltbild für den Oszillatorbzw.
Schwingerteil in der Schaltung gemäß F i g. 3. In F i g. 4.A besteht das elektrische Äquivalent für den
Oberflächenschwinger 1 aus einem Reihenresonanz
kreis mit ilen !.lementen .··. Cc und Lo einerseits souie
einem elektrostatischen Kondensator O zwischen den Elektroden des Kammelektrodenwandlers 3 andererseits.
Der Reihenresonanzkreis und der Kondensator O
sind parallelgeschaltet. Die Impedanz von einem Ver/weigiingspunkt 13 aus in Richtung des integrierten
Schaltkreises 8 gesehen, ist durch eine Reihenschaltung zwischen einem Kondensator Cx und einem negativen
Widerstand —R dargestellt. Die Größe von Cv bestimmt sich hauptsächlich durch die Werte der
Kapazitäten der Kondensatoren C1 und C2 sowie die
Charakteristik oder Kennlinie des Transistors Tn
gemäß Fig. }. Wenn die Bedingung zutrifft, daß der
negative Widerstand +— R+ größer ist als der Widerstandswert r. bleibt die Schwingung erhalten. Bei
der dargestellten Aiisführiingsform ist die Schwingfrc
quen/ des Oszillators auf 75,00 MHz bei 25"C festgelegt.
Dieser Schwingungsausgang wird durch den Transistor Ir1 verstärkt und das verstärkte Signal wird /ur
Übertragung an die Sendeantenne 12 angelegt. Die von
der Stromquelle 10 im schwingenden Zustand geliefer ten Stromstärken liegen im Bereich von etwa 1 bis
1.5 mA. Die Sendeantenne 12 strahlt elektrische Leistung von 75 MHz bei etwa 1 mW ab. Im praktischen
Einsatz der Erfindung ist es wünschenswert, den Oszillator 8 mittels Batterie zu speisen und seinen
Stromverbrauch möglichst zu reduzieren. Zu diesem Zwec1· ist es vorteilhaft, den Oszillator 8 intermittierend
zu betreiben und somit auch die Temperatur intermittierend zu messen. Hierfür kann der Oszillator 8 gemäß
F i g. 4B in der Weise periodisch betrieben werden, daß durch das Ausgangssignal eines Zeitgebers 146 periodisch
ein Schalter 14a geschlossen wird, der zwischen der Stromquelle 10 und der Klemme 7a angeordnet ist.
Der Empfangsteil ist in F i g. 6 veranschaulicht. Die von der Sendeantenne 12 ausgestrahlte Funk- bzw.
I lochfrequenzwelle wird von einer Empfangsantenne 15 abgenommen. Das eine Frequenz von 75 MHz
besitzende Ausgangssignal der Empfangsantenne 15 wird von einem Bandpaßfilter 16 mit einer Mittenfrequenz
von 75 MHz und einer Bandbreite von ±2 MHz abgenommen und dann durch einen im Handel
erhältlichen Hochfrequenzverstärker 17 verstärkt. Die Ausgangssignale von einem Kristallschwinger 19 mit
einer Frequenz von 75.167 MHz und vom Verstärker 17 werden als Eingangssignal einer Mischstufe 18
eingegeben, und das Ausgangssignal als Frequenzunterschied zwischen beiden Eingangssignalen wird von
einem Tiefpaßfilter 20 abgenommen und dann durch einen Verstärker 21 verstärkt. Die Ausgangsfrequenz
des Verstärkers 21 wird durch einen handelsOblichen Zähler 22 gezählt. Das Ausgangssignal des Zänlers 22
wird einer vorbestimmten Datenverarbeitung in einer Datenverarbeitungseinrichtung unterworfen, von der
ein Temperaturanzeige- oder Steuersignal abgenommen wird. F i g. 6 veranschaulicht den Fall, in welchem
das Temperaturmeßgerät in einer Klimaanlage angeordnet ist. die durch einen Mikrorechner bzw.
Mikroprozessor 23 gesteuert wird, wobei sich das Temperaturmeßgerät in der Ecke eines Raums befindet.
Fig.6 zeigt insbesondere den Fall, in welchem ein
Signal 26 aus 4 Bits vom Zähler 22 dem Mikrorechner 23 eingegeben wird, der als Ausgangssignale ein Temperaturanzeigesignal
24 (welches die Temperatur der Grundplatte 2 des in der Mitte des Raums befindlichen
Oberflächenschwingers 1 für akustische Oberflächenwellen wiedergibt) und ein Temperatur-Steuersignal 25
liefert (durch welches die Temperatur der Grundplatte 2 indirekt derart geregelt wird. daß die Temperatur in der
Mitte des Raums auf einer vorbestimmten Größe gehalten wird). Dabei kann ein üblicher Mikrorechner
23 verwendet werden.
F i g. 5 zeigt eine Kennlinie 27, die durch Auftragen
der Temperatur des Temperaturmeßgeräts (d. h. der Temperatur der Grundplatte 2 des Oberflächenschwingers \ gemäß Fig. 1) auf der Abszisse und der
Freuenzänderungsgröße PPM auf der Ordinate erhalten wird. Die Frequenzinderungsgröße werden durch
Normierung der durch den Empfangsteil (Fig. 6) gegenüber 75MHz ermittelten Frequenzunterschiede
erhalten. Bei der Messung zur Ermittlung dieser Kennlinie wurde der Oszillator in einem Thermostatgehäuse angeordnet, während der Empfangsteil 2 m von
diesem Gehäuse entfernt angeordnet wurde. Die Temperatur des Temperaturmeßgerätes wurde vom
EmpfaMgsteil etwa 2 min nach dem Umsetzen des Ί emperaturmeügerats aus dem Thermostatgehäuse von
35°C zu einer Stelle mit einer Raumtemperatur von 25° C mit 26° C wiedergegeben. Dies bedeutet, daß nach
2 min. eine Meßgenauigkeit von etwa 90% erreicht wurde. Es hat sich gezeigt, daß die Ansprechzeit auf
Temperaturänderungen praktischen Anforderungen genügt.
Obgleich vorstehend die Anwendung des Temperaturmeßgeräts auf eine Klimaanlage beschrieben ist,
kann mit Hilfe des neuartigen Temperaturmeßgeräts die Temperatur an einem vorbestimmten Teil eines sich
bewegenden oder rotierenden Körpers auf drahtlosem Wege an einer von diesem Körper entfernten Stelle
gemessen werden. Der Sendeteil des Temperaturmeßgeräts kann durch einen an sich bekannten Oszillator
gebildet werden, in welchem eine Regelschleife durch eine mit akustischen Oberflächenwellen arbeitende
Verzögerungsleitung und einen Verstärker hergestellt ist, sowie mittels des Oberflächenschwingers 1 gemäß
Fig. I. Wie beispielsweise im Blockschaltbild gemäß F i g. 7 veranschaulicht, kann die Anordnung so getroffen sein, daß das Ausgangssignal eines ersten Kammelektrodenwandlers 13a der mit akustischer Oberflächenwelle arbeitenden Verzögerungsleitung Ha an einen
Verstärker 28 angelegt wird, dessen Ausgangssignal sodann der Sendeantenne 12 eingespeist wird, wobei
eine Rückkopplung über einen iwciicii KdiuiVicickifO-denwandler i3b und den ersten Kammelektrodenwandler 13a zum Verstärker 28 vorgesehen ist. Die genannte
Verzögerungsleitung kann dadurch gebildet werden, daß die beiden Kammelektrodenwandler 13a und 136 an
den gegenüberliegenden Enden einer Grundplatte 11a angeordnet werden.
Claims (3)
1.Temperaturmeßgerät, mit einem temperaturabhängigen
Oszillator mit einem Oberflächenschwinger, dessen Schwingungsfrequenz von seiner Temperatur
abhängt, und einem Festfrequenzoszillator, mit einer Mischstufe zur Erzeugung einer Differenzfrequenz
aus den Schwingungsfrequenzen der beiden Oszillatoren, wobei die Differenzfrequenz ein
Maß für die Temperatur ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der Oberflächenschwinger (1, Wa) eine Grundplatte (2) aus Lithiumniobat aufweist und
mit einer flexiblen Klebemittelschicht (7) auf eine Platte (6) guter Wärmeleitfähigkeit aufgeklebt ist;
daß der temperaturabhängige Oszillator (8) die Ausgangsfrequenz des Oberflächenschwingers (1,
Ma) über eine Sendeantenne (12) überträgt; und daß die Mischstufe (18) die Ausgangsfrequenz der
Sendeantenne (12) über eine Empfangsantenne (15) sowie die Ausgangsfrequenz des Festfrequenzosziliaiors
(19) zur Bildung der Differenzfrequenz zwischen den beiden Ausgangsfrequenzen erhält.
2. Temperaturmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturabhängige Oszillator
(8) mit einer Einrichtung (14a, \4b) für intermittierenden Betrieb verschen ist.
3. Temperaturme3gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperaturmeßgerät
ein digitales Ausgangssignal (24, 25) als Steuersignal (25) für eine Einrichtung zur Temperatursteuerung
-iefert.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4684878A JPS54138480A (en) | 1978-04-20 | 1978-04-20 | Temperature detector |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2916078A1 DE2916078A1 (de) | 1979-10-25 |
DE2916078C2 true DE2916078C2 (de) | 1982-05-06 |
Family
ID=12758750
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2916078A Expired DE2916078C2 (de) | 1978-04-20 | 1979-04-20 | Temperaturmeßgerät |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4249418A (de) |
JP (1) | JPS54138480A (de) |
AU (1) | AU522670B2 (de) |
DE (1) | DE2916078C2 (de) |
FR (1) | FR2423762A1 (de) |
GB (1) | GB2019567B (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3522985A1 (de) * | 1985-06-27 | 1987-01-08 | Philips Patentverwaltung | Anordnung zur temperaturmessung mit einem quarzoszillator |
DE102005024636B3 (de) * | 2005-05-30 | 2006-10-19 | Siemens Ag | Temperatursensor |
Families Citing this family (52)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU533981B2 (en) * | 1980-01-25 | 1983-12-22 | Unisearch Limited | Remote temperature reading |
FR2483076A1 (fr) * | 1980-05-23 | 1981-11-27 | Quartz & Electronique | Sonde de temperature utilisant une lame de quartz |
US4481517A (en) * | 1981-05-07 | 1984-11-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce | Echometry device and method |
CA1200583A (en) * | 1982-03-03 | 1986-02-11 | Shunichi Taguchi | High-frequency heating apparatus with wireless temperature probe |
JPS58206939A (ja) * | 1982-05-27 | 1983-12-02 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 電子式体温計 |
US4676663A (en) * | 1984-05-23 | 1987-06-30 | General Electric Company | Arrangement for remote ultrasonic temperature measurement |
US4691714A (en) * | 1984-10-15 | 1987-09-08 | Adamtek Corporation | Rheological testing apparatus and method |
US4773428A (en) * | 1984-10-15 | 1988-09-27 | Hibshman Corporation | Apparatus and method for measuring viscoelastic properties of mammalian cervical mucous |
JPH0654262B2 (ja) * | 1985-01-30 | 1994-07-20 | アンリツ株式会社 | Sawパワ−センサ |
US4794622A (en) * | 1985-06-03 | 1988-12-27 | Linear Corporation | Low power transmitter frequency stabilization |
DE3633939A1 (de) * | 1986-10-04 | 1988-04-14 | Heraeus Gmbh W C | Uebertragung von signalen aus einer sensoreinheit |
US4765750A (en) * | 1987-03-26 | 1988-08-23 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce | Method of determining subsurface property value gradient |
DE3868543D1 (de) * | 1987-06-09 | 1992-04-02 | Siemens Ag | Integrale temperaturmessung in elektrischen maschinen. |
GB2215052B (en) * | 1988-02-13 | 1992-02-12 | Stc Plc | Temperature sensor |
JPH084584Y2 (ja) * | 1988-03-19 | 1996-02-07 | カシオ計算機株式会社 | 表面弾性波真空計 |
JPH02138837A (ja) * | 1988-11-19 | 1990-05-28 | Agency Of Ind Science & Technol | 無線温度測定システムとその水晶温度センサ |
US6662642B2 (en) * | 2000-09-08 | 2003-12-16 | Automotive Technologies International, Inc. | Vehicle wireless sensing and communication system |
US5812591A (en) * | 1994-09-23 | 1998-09-22 | Garmin Corporation | Dual conversion GPS frequency converter and frequency plan for same |
US9443358B2 (en) * | 1995-06-07 | 2016-09-13 | Automotive Vehicular Sciences LLC | Vehicle software upgrade techniques |
US6812413B1 (en) * | 1995-06-12 | 2004-11-02 | Circuits And Systems, Inc. | Electronic weighing apparatus utilizing surface acoustic waves |
DE19724748A1 (de) * | 1997-06-12 | 1998-12-17 | Raab Karcher Energy Services G | Verfahren zur Erfassung und Auswertung von temperaturabhängigen Verbrauchswerten |
EP0886133A1 (de) * | 1997-06-12 | 1998-12-23 | Raab Karcher Energy Services GmbH | Vorrichtung zur Erfassung und Auswertung von temperaturabhängigen Verbrauchswerten |
DE19728961A1 (de) | 1997-06-30 | 1999-02-04 | Siemens Ag | Überspannungsableiter für Hoch- oder Mittelspannung |
US10240935B2 (en) | 1998-10-22 | 2019-03-26 | American Vehicular Sciences Llc | Vehicle software upgrade techniques |
US6466862B1 (en) * | 1999-04-19 | 2002-10-15 | Bruce DeKock | System for providing traffic information |
US6517240B1 (en) * | 1999-11-05 | 2003-02-11 | Durametrics, Inc. | Ultrasonic thermometer system |
WO2001042752A1 (fr) * | 1999-12-10 | 2001-06-14 | Fujitsu Limited | Sonde thermique |
US6810750B1 (en) | 2002-03-20 | 2004-11-02 | Invocon, Inc. | Encoded surface acoustic wave based strain sensor |
JP4104445B2 (ja) * | 2002-12-12 | 2008-06-18 | 株式会社イデアルスター | 線状のデバイス |
KR20050048326A (ko) * | 2003-11-19 | 2005-05-24 | 삼성전자주식회사 | 증폭회로를 갖는 능동 안테나 |
US7285894B1 (en) | 2004-02-13 | 2007-10-23 | University Of Maine System Board Of Trustees | Surface acoustic wave devices for high temperature applications |
US7888842B2 (en) * | 2004-02-13 | 2011-02-15 | University Of Maine System Board Of Trustees | Ultra-thin film electrodes and protective layer for high temperature device applications |
US7908080B2 (en) | 2004-12-31 | 2011-03-15 | Google Inc. | Transportation routing |
US20080204240A1 (en) * | 2005-01-25 | 2008-08-28 | Nxp B.V. | Sensor Circuit Array, A Control Device For Operating A Sensor Circuit Array And A Sensor System |
JP2006268374A (ja) * | 2005-03-23 | 2006-10-05 | Fuji Xerox Co Ltd | 制御システム、路面および制御装置 |
US20070096839A1 (en) * | 2005-11-02 | 2007-05-03 | Vern Meissner | Temperature compensation circuit for a surface acoustic wave oscillator |
DE102009039083B4 (de) * | 2009-08-27 | 2020-06-18 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Verfahren und Anordnung zur Bestimmung der Umgebungstemperatur eines Ultraschallsensors |
WO2012130276A1 (en) * | 2011-03-28 | 2012-10-04 | Robert Bosch Gmbh | Photoelectric smoke detector and process for testing the photoelectric smoke detector |
US8676438B2 (en) | 2012-07-31 | 2014-03-18 | Ford Global Technologies | Method and system for implementing ultrasonic sensor signal strength calibrations |
US8682523B2 (en) | 2012-07-31 | 2014-03-25 | Ford Global Technologies | Method and system for implementing ultrasonic sensor signal strength calibrations |
CN102980678A (zh) * | 2012-11-27 | 2013-03-20 | 安徽鑫龙电器股份有限公司 | 一种无线无缘测温装置 |
US9303309B2 (en) | 2013-01-11 | 2016-04-05 | The Aerospace Corporation | Systems and methods for enhancing mobility of atomic or molecular species on a substrate at reduced bulk temperature using acoustic waves, and structures formed using same |
DE102013010275C5 (de) * | 2013-06-18 | 2016-09-15 | Ika-Werke Gmbh & Co. Kg | Magnetrührer mit SAW-Sensor |
CN103743497A (zh) * | 2013-11-21 | 2014-04-23 | 成都市宏山科技有限公司 | 基于声表面波传感器的开关柜母线接头温升监测装置 |
CN104062029B (zh) * | 2014-06-23 | 2017-02-22 | 浙江大学 | 一种基于声表面波的电主轴温度测量装置 |
CN105698962A (zh) * | 2014-11-24 | 2016-06-22 | 国网河南省电力公司平顶山供电公司 | 一种用于高压设备的远传谐振型saw温度传感装置 |
DE102015001405A1 (de) * | 2015-02-04 | 2016-08-04 | Abb Technology Ag | Thermometer und Messvorrichtung für Fluide |
US10173262B2 (en) | 2016-02-04 | 2019-01-08 | The Aerospace Corporation | Systems and methods for monitoring temperature using acoustic waves during processing of a material |
US10160061B2 (en) | 2016-08-15 | 2018-12-25 | The Aerospace Corporation | Systems and methods for modifying acoustic waves based on selective heating |
DE102017003478B3 (de) | 2017-04-10 | 2018-08-02 | Sciknowtec Gmbh | Magnetrührer mit Sensor |
CN108598687A (zh) * | 2018-01-16 | 2018-09-28 | 中北大学 | 基于电磁超材料的无线高温温度传感器及其制备方法 |
CN111141409A (zh) * | 2020-01-22 | 2020-05-12 | 国网上海市电力公司 | 一种输电线路电缆温度监测装置 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3983424A (en) * | 1973-10-03 | 1976-09-28 | The University Of Southern California | Radiation detector employing acoustic surface waves |
US3886504A (en) * | 1974-05-20 | 1975-05-27 | Texas Instruments Inc | Acoustic surface wave resonator devices |
US4096740A (en) * | 1974-06-17 | 1978-06-27 | Rockwell International Corporation | Surface acoustic wave strain detector and gage |
-
1978
- 1978-04-20 JP JP4684878A patent/JPS54138480A/ja active Pending
-
1979
- 1979-04-12 US US06/029,530 patent/US4249418A/en not_active Expired - Lifetime
- 1979-04-18 AU AU46186/79A patent/AU522670B2/en not_active Expired
- 1979-04-20 GB GB7913812A patent/GB2019567B/en not_active Expired
- 1979-04-20 DE DE2916078A patent/DE2916078C2/de not_active Expired
- 1979-04-20 FR FR7910095A patent/FR2423762A1/fr active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3522985A1 (de) * | 1985-06-27 | 1987-01-08 | Philips Patentverwaltung | Anordnung zur temperaturmessung mit einem quarzoszillator |
DE102005024636B3 (de) * | 2005-05-30 | 2006-10-19 | Siemens Ag | Temperatursensor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2423762B1 (de) | 1984-09-28 |
AU522670B2 (en) | 1982-06-17 |
JPS54138480A (en) | 1979-10-26 |
US4249418A (en) | 1981-02-10 |
FR2423762A1 (fr) | 1979-11-16 |
DE2916078A1 (de) | 1979-10-25 |
AU4618679A (en) | 1979-10-25 |
GB2019567A (en) | 1979-10-31 |
GB2019567B (en) | 1982-09-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2916078C2 (de) | Temperaturmeßgerät | |
DE3650562T2 (de) | Piezoelektrischer resonator zur erzeugung von oberschwingungen | |
DE69321083T2 (de) | Akustische Oberflächenwellenanordnung mit Interdigitalwandler auf einem Substrat-Träger und Verfahren zur Herstellung | |
DE2941826C2 (de) | Mikrowellen-Oszillator | |
DE2808507C2 (de) | Mikrowellenoszillatorschaltung | |
DE2846510C2 (de) | ||
DE3026655A1 (de) | Piezoelektrischer schwinger | |
DE1797167B2 (de) | Mechanisches vibrator-system | |
DE2903489A1 (de) | Kraftgeber | |
DE19607499A1 (de) | Piezoelektrischer Vibrator, piezoelektrische Vibratorvorrichtung mit demselben und Schaltungsvorrichtung mit der piezoelektrischen Vibratorvorrichtung | |
DE112004002297T5 (de) | Drucksensoreinrichtung | |
DE2353840A1 (de) | Oberflaechenwellenoszillator | |
DE3145245C2 (de) | Thermometer mit einem Quarzkristallschwinger | |
DE2945243A1 (de) | Biegeschwingungswandler | |
DE2326908C3 (de) | Schutz- und Haltevorrichtung für Miniatur-Schwingquarze | |
DE69832571T2 (de) | Piezoelektrischer Resonator und elektronisches Bauelement damit | |
DE69415202T2 (de) | Piezoelektrisches Filter | |
DE19758033C2 (de) | Piezoelektrischer Dickenscherungsresonator | |
DE2824655C2 (de) | Oszillator mit einem Resonator aus einem keramischen oder einkristallförmigen, von Quarz verschiedenen piezoelektrischen Material | |
DE2920356C2 (de) | ||
DE2638055C3 (de) | Quarzoszillator mit Frequenzeinstellvorrichtung | |
CH679707A5 (en) | Measuring device with radio information link - has output signal of transmitter initiating response from sensor transmitter in form of carrier frequency | |
DE3032847A1 (de) | Elektrisches bauelement mit einem oberflaechenwellen-resonator | |
EP1153478A2 (de) | Substratplättchen aus langasit oder langatat | |
DE2703335C2 (de) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OAP | Request for examination filed | ||
OD | Request for examination | ||
D2 | Grant after examination | ||
8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: HENKEL, G., DR.PHIL. FEILER, L., DR.RER.NAT. HAENZEL, W., DIPL.-ING., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN |
|
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: KABUSHIKI KAISHA TOSHIBA, KAWASAKI, KANAGAWA, JP |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |