Устройство для измерения температуры

С 0103 СОБЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 7/22 1)5 (1 ОПИСАНИЕ ИЗОбРЕТЕНИЯК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ след СС 93 ЕИПЕ повь 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР 1(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯРАТУРЫ(57) Изобретение относится ктурным измерениям и позвопяе сить точность измерения. Источники2 тока поочередно подключаются черезпереключатель 11 к термочувствительному диоду 3, соединенному с неинвертирующим входом операционного усилителя 4, в цепь отрицательной обратной связи котороговключены диоды 8,9 и резистор 6.На выходе Аильтра 10 нижних частотформируется сигнал, пропорциональныйизмеряемой температуре. Влияние нестабильности источников тока на результат измерения может быть уменьшеновведением третьего источника 12 тока.1 з.п. Л-лы, 1 ил.пКТ Т пК 9 ая 1 п - с- -Т а ончатель получи Изобретение относится к температурным измерениям,Целью изобретения является ловышение точности измерений.На чертеже приведена схема устройства.Устройство сопержит источники 1и 2 тока, термочувствнтельный диод 3,диАференциальный операционный усилитель 4, резисторы 5 и 6, конденсатор 7, диоды 8 и 9, Аильтр 10 нижнихчастот и переключатель 11,Устройство работает следующим образом.При поочередном подключении источников 1 и 2 к термочувствительномудиоду 3, на нем присутствует напряжение, попеременно принимающее значенияБ и Бу Т КТ Т Е -(Е -П ) - п - 1 п - + о о о т 6 ширина запрещенной зоны полупроводникового материалатермочувствительного диода,экстраполированная к абсолютному нулю;Т - абсолютная температура;К - постоянная Больцмана;1 - заряд электрона;п - коэсЯициент, определяемый технологией (длякремниевого планарноготранзистора в диодном включении=15),1 и 1 - токи источников 1 и 2 соот 2ветственно;П . - напряжение на термочувстбвительном диоде при Т=Тои токе 1=1 о.Напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя попеременно принимает значение П и Б,50Ц=Ц+П оме(2)Б=Пг+ЦоМгде П , - напряжение смещения нуле"вого уровня операционногоусилителя.В установившемся режиме конденсатор 7 заряжен до напряжения Б,равного среднему значению на инвертирующем входе Так как переменная составляющаянапряжения на инвертирующем входе07 приложена к резистору 5, черезнего протекают прямоугольные, сНулевой постоянной составляющей,импульсы тока, двойная амплитудакоторых будет равна 1. где К - величина сопротивлениярезистора К-.Эти же амплитуды тока протекают в цепи обратной связи 07, причем отрицательная полуволна замыкается через диод 8, а положительная - через диод 9 и резистор 6. При этом на резисторе 6 выделяются прямоугольные импульсы положительной полярности, амплитудой П и средним значением Б 6Пс К 6 КТ 1 д.: "-= --- "1 п - . (5)есь 2 4 К 1 1,Напряжение на входе Аильтра НЧ 10 равно сумме напряжений на инвертирующем входе ОУ и резисторе 6. Напряжение П на выходе Аильтра 10 равно Т П=Ц +Ц-=-К -(Е -Ц ) -о пкт т Кт,д, 1, -- -1 п - + - 1 п -- -+0 + о Т и То 3 сф Кь КТ 12 Ф" -- 1 н - ,4 К иУсловие установки нул ходного сигналя при Т=Ткт, т 1, кПри этом должно выполняться соот- ношение КТо Гв -1 паЬ=4 -са Составитель В.КуликовТехред М.Дидык Корректор А Обручар Редактор Т.Лазоренко Заказ 1766 тираж 399 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 Для современных биполярных ОУ величина Б 1 мВ; так как для кремния Еб1,2 В, то ошибка, вносимая напряжением смещения, составляет величину-3порядка 1 О . Также мала ошибка, вносимая величиной (пКТ/с). С целью дальнейшего повышения точности путем уменьшения влияния на результат измерения нестабильности источников 1 и 2 тока в устройство может быть введен дополнительный источник 12 токаподключенный к инвертирующему входу усилителя 4, а все источники тока выполняются согласованными. В этом случае Х=а 1 О,1=Ь 1 О, 1,=с 1 О, где а,Ь,с " постоянные коэААициенты, 1 - ток источника 12. Выходной сигнал устройства при выполнении условия установки нулевого сигнала при Т=Тв описывается выражеФормула изобретения,1. Устройство для измерения тем- -пературы, содержащее два источника тока, первые выводы которых соединеныс общей шиной устройства и подключены1к аноду термочувствительного диода,катод которого через переключательсоединен с вторыми выводами источни О ков тока, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точностиизмерения, в него введены два диода,конденсатор, два резистора, фильтрнижних частот и операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с катодом термочувствительного диода, а инвертирующнйвход через последовательно соединенные первый резистор и конден сатор подключен к общей шине и через второй резистор соединен с вхо дом пильтра нижних частот и катодом первого диода, анод которогосоединен с выходом операционного 25 усилителя и катодом второго диода,анод которого соединен с инвертирующим входом операционного усили-.теля.2. Устройство по п, 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в неговведен трЕтий источник тока, включенный между инвертирующим входомоперационного усилителя и общей шиной, при этом все источники тока вы,полнены согласованными.