Датчик температуры

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОС ПО ОБР ТЕЛ ЬСТВУ с однойный ре- . Еыводомия. УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ .СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ(71) Всесоюзный заочный институтпищевой промышленности(прототип),(54)(57) ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащий полупроводниковый термочувст-. вительный элемент включенный в цепь отрицательйой обратной связи операционного усилителя, источник .опорного напряжения с подключенным реэистивным делителем, средняя точка которого соединена с неинверти. рующим входом операционного усилителя, и индикатор, о т л и ч а ю " щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в качестве полупроводникового термочувствнтельного элемента датчика использован однопереходный транзистор, эмиттер которого замкнут накоротко из его баэ и через перемен зистор соединен с нулевым в источника опорного напряженИзобретение относится к термометрии, а именно к полупроводниковым датчикам температуры.Известны различные датчики температуры, в которых н качестве термочувствительного элемента использованы полупроводниковые приборы с Р"лпереходами 11. Недостаток укаэанных датчиков температуры - нелинейность статических характеристик полупроводниковыхприборов, в первую очередь вольтамперной и температурной. Это приводит к ограничению диапазона измерения температуры и поньпаекию тре"бований к стабильности напряженияисточника питания,Известен датчик температуры, вкотором н качестве термочувствительного элемента используется однопереходный транзистор (двухбазовыйдиод) со свободным эмиттером 2).Недостатки датчика - нестабильность режима работы и ограниченностьтемпературного диапазона, в которомсохраняется линейность температурной характеристики.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является датчик температуры, содержащий полупроводниковый термочувствительныйэлемент, включенный в цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя, источник опорного напряжения с подключенным резистивнымделителем, средняя точка которогосоединена с неиквертирующим входомоперационного усилителя, и индикатор ГЗ 3..Недостатком известного датчикаявляется невысокая точность измерения температуры, обуслонленная нелинейностью вольтамперной характеристики полупроводникового термочувстнительного элемента.Целью изобретения является поныюение точности измерения температуры,Поставленная цель достигается .тем,что в датчике температуры, содержащем полупроводниковый термочувствительный элемент, включенный нцепь отрицательной обратной связиоперационного усилителя, источник,опорного напряжения с подключеннымрезистивным делителем, средняя точка которого соединена с неинвертирующим входом операционного усили-теля, и индикатор, в качестве полупроводникового термочувствительно"го элемента датчика использован одНопереходный транзистор, эмиттеркоторого замкнут накоротко с однойиэ его баз и через переменный резистор соединен с нулевым выводомисточника опорного напряжения.Одноперехбдный транзиСтор, эмиттер которого замкнут накоротко с одной кз его баз (с запертым Р-ипереходом) имеет лккейкую вольтамперную характеристику н пределах до373 К. Эти особенности определяются физическими свойствами рабочего5 тела одкопереходкого транзистора,которое предстанляет собой монокристаллическую стуктуру с линейнымистатическими характеристиками жустранением нлиякия тока, которое10 присуще однопереходкому транзисторусо свободным эмиттером.На фиг. 1 приведена принципиаль"ная схема датчика температуры) нафиг. 2 - типовые температурные ха"15 рактеристики одноперехсдного транзистора в режимах со свободным эмиттером и запертым р-л переходом.Датчик содержит полупроводнико"вый термочувствительный элемент, вы.полненный н виде одкопереходноготранзистора 1, операционный усилитель 2 между выходом которого и егоиквертирующим входом вкпючен однопереходкый транзистор 1, источник 3опОрнОгО напряжения с резистивнымделителем 4, переменный резистор 5и индикатор 6.Средняя точка резистивного делителя 4, образованного резисторами 7 и 8, подключена к неинвертируюЗ 0 щему входу операционного усилителя 2.Эмиттер однопереходного транзистора 1 замкнут накоротко с одной изего баз и соединен черезпеременныйрезистор 5 с нулевым выводом источ 35 ника 3 опорного напряжения.Индикатор 6, отградуироэанный вградусах шкалы Цельсия, подключенмежду выходом операционного усилителя 2 и .положительным выводомисточ 40 вика 3 опорного напряжения,Датчик работает следующим обра-,зом,Ток операционного усилителя 2включенного по схеме генератора то 4 ка, протекает через термочувстви .тельный элемент (однопереходныйтранзистор 1), создавая на его сопротивлении Ро при изменении темпе ратуры на И падение напряжения 01,50 определяемое соотношениемЕоО= й (1+оа)2 3 1 (1)где Еэ - величина напряжения источника 3)К Р 2 и Рз -сопротивления резиссторов 5,7 и 8 соот. Ретственно;о(, - коэффициент темпера 4 турной чувстнитель 40.ности полупроводникового кристалла однопереходного транзистора.Выходной сигнал индикатора б5 ливбйио зависит от изменения л 11046624 КЭЬВ О К+1 где Уалерлый ямиееер ОИИмвй Энищтер ЮФ /Я фС Составитель В.Голубевт е 7718/41 Тираж 8ВНИИПИ Государственн по делам изобретений113035, Москва, Ж,3 Подпиго комитета Си открытийРаушская наб..ЗакФилиал ород, ул.Проектная тент ф температуры и определяется соотношением г, .йе 3 Начальная установка индикатор 6 на нулевое положение осуществляетсяс помощью переменного резистора 5.При использовании однопереходныхтранзисторов типа КТ 117 В в предложенном датчике отклонение. от линейности.в температурном диапазоне10 " 60 С не превышает величины1-1,5 С, что в несколько раз лучше,очем в известных технических решениях.