Устройство для дистанционного измерения температуры

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОПИС К АВТОРСКО ИДЕТЕЛЬСТВ тут им алисти Полие датс. 122 Н итель- емпеником 5 излхода пр вого потока на фотоЭДС холо ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР(71) Киевский политехнический инсти50-летия Великой Октябрьской соцической революции(56) Патент США Ыг 4236831,кл, Н 01 27/14, 1980.Кривоносов А. И. Полупроводниковчики температуры, М.: Энергия, 1974125.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИГО ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ(57) Изобретение относится к изменой технике, а именно к измерениям Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерениям температуры объектов.Цель изобретения - повышение чувствительности устройства в интегральном исполнении и линейности выходного сигнала,На чертеже приведена электрическая схема устройства.Устройство содержит фотоприемник 1, выполненный в виде М последовательно соединенных р-п-переходов, усилитель, выполненный в виде МДП-транзистора 2 с резистором нагрузки 3 в цепи источника, источник 4 питания, а также источник 5 излучения, первый б и второй 7 резисторы, образующие цепь смещения полупроводникового фотоприемника 1, а также регистратор 8.ледующим обраУстройство работает сзом, При воздействии теплфотоприемник 1 изменяетс 1)э 6 01 К 7/22, Н 01 1 31/00 ратуры объектов, Цель изобретения - по шение чувствительности устройства в инт;. - ральном исполнении и линейности выходного сигнала, Суть изобретения заключается в использовании изменения фо- тоЭДС холостого хода р-п-переходов, на базе которых выполнен фотоприемник, в зависимости от температуры. Изготовление фотоприемника из 15 последовательно соединенных р-и-переходов по стандартной интегральной КСДП-технологии, размещенных на одном кристалле размером 2 х 2 мм с МДП-транзистором, на базе которого выполнен усилитель устройства, позволяет создать устройство с чувчтвительностью 109 мВ/С в диапазоне температур от -50 до +70 С,1 ил,стого хода освещенных источ Учения р-п-переходов.Экспериментально установлено, что изменение фотоЭДС холостого хода уф(т) р-ипереходов фотоприемника 1 от температуры1 выражается зависимостьюуф(т) = уф(то) - а 1 ( - ь),где Чф(то) - фотоЭДС холостогоитемпературе то;а= (1,8 - 2,5), мВ/Стемпературныйкоэффициент фотоЭДС.При включенном источнике 4 питаниячерез источник 5 излучения, первый б и второй 7 резисторы, образующие цепь смещения фотоприемникеа 1, протекает ток, приэтом на выходе источника излучения имеется световой поток, падающий на фотоприемник 1, а напряжение на резисторе 7 равнонапряжению смещения Оснеобходимомудля обеспечения смещения р-и-переходовфотоприемника 1, Г 18 АОТСГ 1)иемни(ьз 1 нз , Г(осле Ов;1 тельно соединенньх р-п- ереходовв при ООЛ" ц(81114 И 8 ГО СВЕТОВ: М ГО 1 ОКОМ ИСТОЯ НИЫ.5 излучс(1 ия возникает фото%. ХОЛО:того1хода Оф, равная сумме фого=,(цС холо,."(ОГО хода О(г, где = 1,2К, ка)кдО.о из г)-и-Г 8- реходов, Так как фотоприемник 1 вьПол(1811 групповым методом по интегоальной .(Оду" п 1)Оводниковой технолОгии, все р-иходы и м 810 т и де нтич и ые ха рэктерисг(К 1, следоьательно, Оф . О(ф, Г 1 ри этом темпе 5.ри урная зависимость (Отоприемн 5)ка 1 определяется вь(ра)кениемО 1) = КОА(,)о) - а 11 - о 11Известно, (то апряжен(е на за,.во.,.)8 МД 1-т)анзист 01)а 2 Опо:":,Геляетсг су м:й фото:ДНЗГ )5 в(ения СМ 8 ЩЕНИЯ ф 3 Т)Г(Р 14" ем 1 ика 1, вкл 101 еннОГО на 8 ГО вхд(е. Л 5)и этОм ток стока МДГ 1-тра(зист 01)а 2 равен 1 с 1) =О 4: фОси Опоя(11 О(р )о)-Ма(-,о)+ О, - О.о)=фО"- К аф- То. ГД 8 О.1 =- 11 Оф 1 о) + Оок 1-(оор,Ь - удельная крутизна М,О,Г 1-транзистор а.,г 7Опоя ПОГ)ОГОВ 08 НапрЯЖ 8 Н 46 Р) Р,Г 1- транзистора 2,а выходнг)6 (апря)кение устрой 4 ства (оы(1) ОавноОв (хт) =" 1 с(1) Ян,где Г( сог(ротивление резистора нагрзк 4 ь3 КСГ(ЕРИМеитаГЬО; С ГаНОВЛЕН., чтО темпепатуг) н вя зави( и 140 сть;сдель(.1011 коутизны 1) и ПОРогоьогоЗПРЯХ(енЯ Опоп ДДП-Прана 4 стора,., не маней, чем на порядо( меньше температурнсй зав сиости ОТО Д Ц 1 ) ОлоСТОр Хола фо Го, 1 Ю)ием(1(ка поэтому их влияг(ием 1 га изменение Быхог(" НОГО 5(апр 5)кения устооиства мОЯ(НС п)8" небреч,Зна 1 ение измепенног(; напрях(ения Ов(,х(1) Отображается на реги,граторе р,О(Г чРСТВО П-П)екогОВ фОТОП 1)И 8 Мф 4 кс 1 ЗВДа 8 ТСЯ, ИСХОДЯ ИР Вег(ИЧИНЫ ПОРО гэвого напрягжения 1 ЛДП.транзистора 2 МОНОС) И 14 З(1 уЧ 61(И 51 ИС 10 ц(11 Ка 5 ИалученИЯ 5 и нагГОяжения смещения ((4 на втором резисторе 7,Изготомение фотоприемникаиз 15последовательно соединенных р-и-переходов по сандарт(гой интегрально(й КСДИ г",хнологии, размещенных на одномкристалл(8 разм 81)ом 2 Х 2 мм с Мдп-транзистором 2, Г)озволило создать усройство с (увстви:ельностью "09 МВ/С в диапазоне темг(вр"тур от -50 до +7 О С, Г(ри этом в ка 18 стве источ 1(ика 5 излуч 8 ния использОвалийиниаторичж Ра 14 п(у Гку накаливания, Обеспечиваю(11 уо Осьегценность ЗОО лк, а все устойство былО 1",эзмещено в станДартном корпусе типа Т -5 с огверстиями в крышке Э" 1 ко-пус,рТаким образом, устройство обеспечиваетзысоку(О .увстви Гельность при его интегральном исполген 14 И, при этом обеспечивается инейность выходного сиНала в ширкоом 25 Динамическом Диапазоне. Ф. рк,:ула изобретения устрой" ГО для д:стан(ионоГО 4 змерения гемпературы, сс,ер)кащее фотоприем" н(лк, выпол(8(ный в в.де г( 1слеДОват 8 льно:06 ДИН Н(ЫХ Р-П"П 8 Р 8 ХОДОВ, ВЬХОД КОТОРО го подключен к входу усилителя, а также : о)ТОЧНИ К ПИТаНИЯ, СВЯЗЬ НН Ый С фОТОП РИемником через цепь смецения и с усилителем, ,";:5 отличающееся тем,что,сцельюП-вь(шения чувствительности устройства в ин егральном исполнении и линейности вы- ходноГО сигнала, оно дополнительно содержит ,.сточник излучения, оптически связанный с 40 фотсп;)иемнико( и включенный в цепь смещенияпри этом входное сопротивление уси(ителя не менее, чем на порядок больше выходного сопротивления фотоприемника.Составитель А.ЛевиРедактор Т,Лошкарева Техред М.Моргентал Корректор О;Кундрик твенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина,о Заказ 4645 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5