Устройство для регулирования и измерения температуры

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯИ ИЗХЕРЕНИЯ ТЕНЕР(57) Изобретение квания температуры РЕГУЛИРТУРЫ я регулирот быть ис-. татах. Устас отер тран ольэовано в ми ойство содержи торный да ения. Целью изобретен ение помехоустойчявляется повысти и точности раэ выходах двасо скважключами на юв 18. В первом и 16 закрыТогда выточника 28 к общейпустроиства.На чертеже представсываемого устройства.Устройство содержитдатчик-нагреватель 1,ка, первый дифференциа(ДУ) 3, синхронный детгенератор 5 импульсов ена схема опи транзисторный источник 2 тольный усилител ектор (СД) 4, источник 6 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ.08,89, Бюл. У 30ститут радиофизики и элАрмССРА.Симонян и Д.Э,Торикян1.555.6(088.8)торское свидетельство ССС4, кл. С 05 Р 23/19, 1980рское свидетельство СССР36, кл. С 05 0 23/19, 1986 Изобретение относится к области регулирования температуры с применением электрических средств и мощет быть использовано в радиотехнических тепловых и других системах, в частности в системах термостатирования элементов в микросхемном исполнении, в микротермостатах различного наэнаик-нагреватель, питающийся от исочника тока, выходной сигнал кото рого усиливается первым дифференциальным усилителем (ДУ) и обеспечивает повыщение помехоустойчивостиза счет наличия соединенных последовательно с первым ДУ синхронногофильтра и синхронного детектора, атакже четырех ключевых элементов ипоследовательно соединенных второгоДУ и усилителя постоянного тока, подключенного к коллектору транзисторного датчика нагревателя, При этом ключевые элементы работают попарно впротивофазе, разделяя период измерения и регулирования температуры, аизмерительный сигнал снимается с выхода синхронного детектора. 1 ил. опорного напряжения, усилитель 7 постоянного тока, первый 8, второй 9,третий 10 резисторы, переменный резистор 11, диод 12, синхронный фильтр13, второй дифференциальный усилитель 14, первый 15, второй 16, третий17, четвертый 18 ключевые элементы,выполненные, например, на полевыхтранзисторах (ПТ),Устройство работает следующим обГенератор 5 выдает на противофазных напряжения ностью 2 для управления полевых транзисторах 15- полупериоде работы ПТ 15 ты, а ПТ 17 и 18 открыть сокостабильный ток от ис проходит через резистори точностью, Формула изобретения 3150 0 не и смещает переход база - эмиттер транзисторного датчика-нагревателя 1 в прямом направлении. На одном входе ДУ 3 имеем сумму прямосмещенного напряжения и напряжения на резис - торе 8, а на втором - сумму напряжений на резисторах 9 и 1. На выходе ДУ 3 получается разностнсе значение этих напряжений (прямоугольной фор мы), После СД 4 имеем отфильтрованное выпрямленное напряжение постоянного тока, величина которого пропорциональна температура р-п перехода база - эмиттер транзисторного дат чика-нагревателя 1. В то же время на входе усилителя 7 имеем почти нулевое напряжение (ПТ 18 открыт) коллектор транзисторного датчика- нагревателя 1 соединен с общей ши ной через открытый ПТ 17. Диод 12 смещен в обратном направлении и через него ток не проходит.Во втором полупериоде работы транзисторы 15 и 16 открыты, а 17 и 18 закрыты. На один из входов ДУ 14 поступает напряжение с выхода СД 4, пропорциональное температуре транзисторного датчика-нагревателя 1, а на другой - выходное напряжение ис точника 6 опорного напряжения. Выходное напряжение ДУ 14 после усиления с помощью усилителя 7 подается к коллектору транзисторного датчика-нагревателя 1 через резистор 10, прямосме щенный диод 12 и резистор 8, откры - тый ПТ 17. Через переход база - коллектор транзисторного датчика-нагревателя 1 проходит ток и кристалл нагревается до установленного значения 40 температуры.Таким образом, в одном полупериоде устройство работает в качестве термометра, измеряющего температуру транзисторного датчика-нагревателя 1 (выходное напряжение ДУ 14 через ключ 18 замкнуто на общую .шину), коллектор транзисторного датчика-нагревателя 1 соединен с общей шиной через ПТ 17, диод 12 смещен в обратном направлении и ток не пропускает, фактически транзисторный датчик-нагреватель 1 включен в диодном режиме и через него протекает высокостабильный ток от источника 2 тока.55Во втором полупериоде транзисторный датчик-нагреватель 1 работает в режиме нагревателя и через него протекает ток, обусловленный величиной 06 4напряжения разбаланса на входах ДУ4, Таким образом, при измерении температуры датчиком-нагревателем 1 имеется полная независимость показанийустройства от процесса регулирования температуры, когда в соответствии с напряжением источника 6 происходит регулирование и установлениетемпературы кристалла транзисторногодатчика-нагревателя 1,Для калибровки всего устройствазатворы ПТ .17 и 18 соединяются с общей шиной и транзисторы отпираются.При этом выход ДУ 14 соединен с общей шиной через ПТ 18, а коллектортранзисторного датчика-нагревателя вс общей шиной через ПТ 17, ПТ 15 и16 модулируют ток через транзисторный датчик-нагреватель 1 температуры и через опорные резисторы 9 и 11.Транзисторный датчик-нагреватель 1помещается в среду с талым льдом,резистором 14 устанавливается нулевое значение напряжения на выходеСД 4, после чего транзисторный датчик-нагреватель 1 помещается в средусо стабильной и известной температурой, Изменением коэффициента усиления ДУ 3 калибруется напряжение навыходе СД 4 до соответствующей величины, например, по показанию вольтметра постоянного тока, подключенного к измерительному выходу СД 4. Этимзавершается калибровка термометрической части устройства, После калибровки затворы ПТ 17 и 18 подключаютсяк выходу генератора 5.Поскольку зависимость выходного нанапряжения СД 4 от температуры линейна, то и источник 6 опорного напряже.ния может быть выполнен с линейнойшкалой,Устройство обеспечивает регулирование и измерение температуры объектов с высокими помехоустойчивостью Устройство для регулирования и измерения температуры, содержащее транзисторный датчик-нагреватель, источник тока, последовательно соединенные первый дифференциальный усилитель и синхронный детектор, генератор импульсов, источник опорного напряжения, усилитель постоянного тока, три резистора, переменный резистор и диод, причем выходы генератора импуль1006 недактор А,Маковская Корректор Г 1.Васильева Составитель Г.Крейма Техред М.Ходанич 865/ч 2 Государ Подписноетениям и открытиям ри. ГКНТ СССРская наб., д, 4/5 ЗакаВНИИПИ Тираж 788венного комитета по изоб 113035, Москва, Ж, Ра роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина 5 150 сов соединены с синхровходами синхронного детектора, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и точности, устройство содержит синхронный фильтр, второй дифференциальный усилитель и четыре ключевых элемента, управляющие входы которых подключены к выходам генератора импульсов, один из выходов источника тока через первый резистор соединен с базой транзисторного датчика-нагревателя, эмиттер которого подключен к общей шине, а коллектор соединен с базой через последовательно соединенные третий резистор и диод, а также с выходом усилителя постоянного тока, связанного входом с выходом второго дифференциального усилителя, входы которого подключены соответственно к выходам источника опорного напряжения и синхронного детектора, другой ныход источника постоянного тока через посл- довательно соединенные второй резистор и переменный резистор подключенк общей шине, входы первого дифференциального усилителя соединены с соответствующими выходами источников тока, а выход первого дифференцнально го усилителя соединен через синхронный фильтр с входом синхронного детектора, выходы генератора импульсов подсоединены к синхровходам синхронного фильтра, первый и второй 15 ключи подключены .параллельно соответствующим выходам источника постоянного тока, а третий и четвертыйключи - параллельно входу и выходуусилителя постоянного тока соответ ственно, выход синхронного детектора является измерительным выходомустройства.