Заготовка константановых пластин для гальванических датчиков в общих чертах не отличается от описанной заготовки для сварных. В готовом изделии их толщина обычно равна 0,95 мм с допуском ± 14 мкм.

Отверстия сверлятся в специальном кондукторе, обеспечивающем попарную встречу отверстий в теле пластины. В серийных датчиках с толщиной промежуточной пластины б2=0,95 мм диа-

.2 3

Рис. 40. Схема гальванического о. д. т. п.:

/ - промежуточная пластина; 2 - токосъемная пластина; S - изоляционная втулка; 4 - термоэлектрод.

метр Продольных отверстий равен 0,65 мм. При размере датчика 10X10 мм глубина прЬдольных сверлений равна 5,5 мм. Диаметр поперечных сверлений выбирается несколько меньшим - 0,55 мм. Это связано с тем, что при несовпадении осей сверлений (а это неизбежно) сверло при входе во встречное отверстие цепляется краем и ломается. При уменьшении диаметра сверла вероятность поломки уменьшается. Тем не менее на коротких поперечных отверстиях сверла ломаются чаще, чем на длинных продольных.

Поперечные отверстия раззенковываются зенкером под углом 120° на глубину 0,1 мм.

Токосъемные проводники заготовляются из медного провода марки ПЭЛ диаметром 0,2-0,25 мм и длиной 1,5-2 м. Один конец провода зачищается, второй продевается сначала через кварцевую втулку, а затем через сверление в константановой пластине. На продетом конце провод оплавляется в шарик диаметром 0,8-0,9 мм. Для оплавления продетый конец погружают в ванночку из графитового порошка и пропускают через провод ток, подобно тому, как это делается при изготовлении термопар [66]. При оплавлении изоляционная эмаль обгорает на расстоянии 2-2,5 мм от шарика. Шарик протравливают в серной кислоте с примесью азотной, промывают и сушат в струе теплого воздуха.

Техника вытягивания изоляционных трубочек описана в работе [214]. Кварцевые трубочки труднее вытягивать, чем стеклянные, зато они более прочны и удобны в последующем обращении. Заготовки длиной 200 мм калибруются по .внутреннему и наружному диаметрам.

6-264

Один конец трубочки на алмазном круге срезается под углом около 45°. Трубочка вставляется в специальную оправку и от нее отламывается втулка длиной 5 мм.

На проводе втулка смазывается силикатным или органическим клеем и при нужной ориентации косого среза вдвигается в сверление в константановой пластине до упора.

Протравленный шарик за провод втягивается в зенковку, вдавливается с небольшой остаточной деформацией специальной струбциной м несколькими разрядами на конденсаторной сварочной машине приваривается к пластине. Аналогичные операции производят и на другой стороне пластины.

Выступающие части медных шариков снимаются на торцовом алмазном круге. После доводочной шлифовки заготовки датчиков поступают на меднение. Технология меднения и никелирования обычная. Перед началом нанесения гальванических покрытий на короткий промежуток времени включается обратный ток. Для проверки прочности гальванических покрытий образцы сгибались под углом 180° и выпрямлялись. При этом наблюдался разлом константана на сверлениях, медное же покрытие не отслаивалось.

Применение алмазного инструмента позволяет настолько тщательно обрабатывать поверхности, что готовые датчики можно притиркой приклеивать друг к другу подобно плиткам Иоган-сона. При такой обработке исключается возможность перекосов измеряемого потока из-за неравномерности термического сопротивления датчика.

ГЛАВА III

БАТАРЕЙНЫЕ ДАТЧИКИ

Существенный недостаток одиночных датчиков заключается в их низкой чувствительности. Рабочие коэффициенты монолитных одиночных датчиков толщиной 1 мм в среднем имеют значение около 500 10 вт1м^ в. В наиболее чувствительных серийных измерительных приборах (Ф-18, Ф-116, В-1-4, В-2-11) на нижнем пределе шкалы рассчитаны на измерение 1,5-10 мкв.

В названных приборах практически предельно использованы современные возможности усиления сигналов постоянного тока. В уникальных приборах, требующих тщательной изоляции от внешних влияний или глубокого охлаждения, достигнута чувствительность на один-два порядка выше. В связи с этим нижний предел измерения тепловых потоков одиночными датчиками лежит, видимо, около 200 вт/м^.

В технике и окружающей нас природе возникает надобность в измерении значительно меньших величин. Так, например, поток через перегородки между холодильными камерами редко превышает 1 вт,lм^, а геотермический поток в среднем составляет около 0,03 вт/м^ и в отдельных районах снижается более чем на порядок. Все это приводит к необходимости увеличения чувствительности на 4-5 порядков. Наиболее простое решение задачи состоит в соединении одиночных элементов в последовательные батареи. Получаемые таким образом датчики называются батарейными (б. д. т. п.).

После краткого освещения общих конструктивных и технологических особенностей в данной главе приведены результаты теоретических исследований оптимальных характеристик датчиков. На основании развитой теории подобия выведены расчетные формулы. Кратко описаны основные технологические процессы серийного производства б. д. т. п. В заключение приведена теория косослойного батарейного датчика, открывающая далеко идущее направление работ в теплометрии.