Устройство для измерения температуры

Союз Советских Соцналнстнчвскнк Республик(51)М. Кл З с присоединением заявки Мо С 01 К 7/16 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытийДата опубликования описания 15.0581(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ Изобретение относится к температурным измерениям, а именно кустройствам для измерения температуры, содержащим полупроводниковый датчик температуры.Известно устройство для измерения температуры, содержащеетермопреобразователь, выполненный в виде согласованной диодной пары, с которой снимается сигнал, пропорциональныйтемпературе. В этом устройстве при определенномсоотношении токов компенсируетсянелинейная компонента в выходном сигнале, обусловленная отклонениемзакона изменения диффузионнойсосФ тавляющей прямого тока ат экспоненциального, вызванного температурными изменениями обратного тока насыщения.Однако это устройство не обеспечивает .высокой точности измерения вследствие неполной компенсации нелинейной компоненты выходного сигнала, низкой помехоустойчивости.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения температуры, содержащее полупроводниковый датчик температуры, генераторпостоянного тока, источник опорного напряжения, дифференциальныйусилитель. В этом устройстве вкачестве датчика температуры используется транзистор 2).При определенной величине токав этом устройстве минимизируетсявлияние температурных изменений обратного тока насыщения на нелинейность выходного сигнала, нонедостаточно, .в связи с чем применена схема линеаризации выходного сигнала. Кроме тогоэто усг ройство не обеспечивает высокой,точности измерения вследствие значителььо выраженной нелинейностивыходного сигнала термодатчика,обусловленной температурной зави О симостью обратного тока насьаценияи температурной нестабильностьюопорного тока через р - п-переход,низкой помехоустойчивости, низкой температурной стабильности.Цель изобретения - повышениеточности измерения.Поставленная цель доотигаетсятем, что в устройство введеныблок вычитания и делитель напря жения, входы которого соединены сФилиал г.ужго выходом дифференциального усилителя и источником опорного напряжения, а выходы соответственносо входами блока вычитания, причем датчик температуры выполненв виде согласованной транзисторной пары, базы и коллекторы которых соединены с земляной шинойустройства, а эмиттеры соединеныс выходами генератора тока и свходами дифференциального усилителяНа чертеже приведена блок-схема устройства,Устройство для измерения температуры содержит генератор 1постоянного тока, полупроводниковый датчик 2 температуры, выполненный в виде согласованнойпары транзисторов, дифференциальный усилитель 3, делитель 4напряжения, блок 5 вычитания, источник б. опорного напряжения.Устройство работает следующимобразом.Выходной сигнал датчика температуры определяется выражением Ьв,= К Т 1 п - 13где 3 . 2 - соответственно токичерез эмиттерные переходы транзисторов,Т - температура;К - постоянный коэФфициентТребуемые значения токов обеспечиваются генератором 1 постоянного тока, имеющиг раздельные выходы. Сигналы с транзисторов поступают на вход дифференциального усилителя 3 с выхода которого пос тупают на вход делителя 4 напряжения, в котором происходит уменьшение величины сигнала до уровня опорного напряжения, величина которого может меняться в широких пределах. Сигнал с выхода источника опорного напряжения подается на второй вход делителя. С выхода делителя сигналы, пропорциональные измеряемой температуре и величине опорного напряжения, подаются на вход блока вычитания. Блок вычитания обеспечивает получение нулевого сигнала на выхоле устройства при заданной начальной температуре. В данном устройстве при определенном соотношении токов полностью исключаются нелинейные компоненту выходного напряжения, обусловленные температурными изменениями обратного тока насыщения итемпературными изменениями токовутечки, что достигается при минимальном значении обратных токовнасыщения характерных для согласованных эмиттерных переходов кремниевых транзисторов при оптимальной чувствительности, обусловленнойбольшими и стабильными значениями диффузионных составляющих. Устройство для измерения температуры15 имеет высокую линейность выходногосигнала, определяющую высокую точность измерения температуры, высокую помехоустойчивость и температурную стабильность, высокую чувст 2 О вительность.Формула изобретенияУстройство для измерения температуры, содержащее полупроводниковый25 тдатчик температуры, генератор постоянного тока, источник опорногонапряжения, дифференциальный усилитель, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точности изглерения температуры, вДО него введены блок вычитания и делитель напряжения, входы которогосоединены с выходом дифференциального усилителя и источником опорного напряжения, а выходы, соответЗ 5 ственно, со входами блока вычитания, причем датчик температурывыполнен в виде согласованной транзисторной пары, базы и коллекторыкоторых соединены с земляной шиной устройства, а эмиттеры соединены с выходами генератора тока ивходами дифференциального усилителя,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе451. Термометр с линейной характеристикой на.двойном диоде. Экспрессинформация "Контрольно-измерительнаятехника", 1978, Р 1, реф, 5.2, Лианеризация характеристиккремниевого перехода применитель 50 но к измерениям температуры. Экспресс-информация "Контрольно-измерительная техника", 1978, Р 5,реф. 31 (прототип) ВНИИПИ Заказ 3787/85Тираж 907 Подписное