Преобразователь температура-напряжение

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ВТЕЛЬСТВУ. Союз СоветскихСоцналнстичесникРеслублнк он 779825(51)М. Кл.З С 01 К 7/18 с присоединением заявки Нов Государстееякыя омитет СССР ао дедам изобретеняя я открытия(72) Авторы изобретения Б. Н. Алабин, М. В, Дрожжин и В. ф. Третяк 1) Заявител 54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРА-НАПРЯЖЕН Изобретение относится к радиотехнике, а именно к устройствам преобразования температуры в.напряжение, иможет быть, например, предназначенодля устранения температурной погрешности нулевого сигнала вычислителейвертикальной скорости в диапазонетемператур от минус 60 до плюс 75 С.оНаиболее близКим техническим решением к данному изобретению (прототипом) является устройство с независимой регулировкой температурногокоэффициента источника регулируемогонапряжения. Оно состоит из моста пос тоянного тока, вершины которого включены между положительным опорным напряжением и землей. В противоположные .плечи моста постоянного тока включены полупроводниковые диоды, выполняющие роль датчиков температуры. Вдиагональ моста включен переменныйрезистор, с движка которого снимается сигнал температурной компенсациии подается на неинвертирующий входдифференциального усилителя постоянного тока. Регулировка температурнойпогрешности плавная в пределах отминус 0,3 до плюс 0,3 на один градус цельсия 111, 30 Недостатком рассмотренной схемы является низкая линейность преобразования при работе с высокоомными источниками сигнала в диапазоне температур от минус 60 до плюс 75 оС. Кро- . ме того, рассмотренная схема не позволяет получить на выходе движка потенциометра напряжение равное нулю при нормальной температуре.Целью изобретения является расширение области применения преобразователя температура - напряжение. Поставленная цель достигается тем, что преобразователь содержит поСледовательйо соединенные многопозиционный термочувствительный релейный элемент, многопозиционный переключатель и согласующий усилитель, причем термочувствительный блок содержит соответственно числу позиций. много- позиционного переключателя термочувствительные мосты, входные диагонали, которых подключены параллельно выходу источника питания, а в выходные диагонали термочувствительных мостов включены потенциометры, подвижные контакты которых подключены к соответствующим входам многопозиционного переключателя.На чертеже представлена электрическая принципиальная схема преобразователя температура-напряжение надве позиции в составе вычислителявертикальной скорости.Вычислитель вертикальной скоростисостоит из датчика высоты 1, подключенного к дифференциатору 2. Дифференциатор 2 подключен к входу суммирующего масштабного усилителя 3. Входусилителя 3 соединен с выходом согла-сующего усилителя 4, состоящего иэдвух термочувствительных мостов 5,двухпозиционного переключателя 6,термочувствительного релейного элемента 7. Вершины термочувствительныхмостов 5 подключены кстабилитронам 58 и 9. В противоположные плечи мостов5 включены кремниевые диоды 10, 11,12 и 13, а в выходные диагонали потенциометры 14 и 15, Движки потенциоМетров подключены к стокам МОП тран- ,фэисторных ключей 16 и 17 двухпоэиционного переключателя б, а истоки транзисторных ключей через постоянные резисторы 18 и 19 подключены к третьему входу согласующего усилителя 20.Затворы МОП транзисторных ключей подсоединены к коллекторам р-п-р транзисторовсхемы управления двухпоэиционного переключателя б, выполненнойна транзисторах 21, 22 и 23. Базытранзисторов 21 и 22 через постоянныйрезистор 24 соединены с выходом термо-,чувствительного релейного элемента 7,собранного на базе дифференциальногоусилителя постоянного тока 25. Входыдифференциального усилителя подключены к мосту постоянного тока, состоящего из резисторов 26 и 27, потенциометра 28 и диода 29. Согласующийусилитель выполнен на базе усилителя20, выход которого через постоянный 4 Орезистор 30 подключен к входу суммирующего масштабного усилителя 3 вычислителя вертикальной скорости.СтатичесКое давление Рт от приемника воздушного давления поступает в 45. барометрический датчик высоты 1,преобразующий изменение давления визменение переменного напряжения.Переменное напряжение с вторичныхобмоток датчика высоты выпрямляется,Фильтруется емкостным Фильтром и подается на дифференциаторе 2; Для обеспечения нужного коэФФициента передачи и устранения ошибки от Шунтирования вторичных обмоток датчиКа высоты входным сопротивлением дифференциатора входные цепи последнего выполняются высокоомными с входным соп ротивлением порядка нескольких МОМ.С выхода дифференциатора 2 снимаетсясигнал постоянного тбка пропорциональ ной барометрической вертикальной скорости и подается на суммирующий масштабный усилитель 3. Дйфференциатор2 и суммирующий масштабный усилитель3 выполнены на базе диФФеренциальных 65 усилителей постоянного тока, которыеподвержены температурному дрейфу,обусловленному наличием напряженияи тока смещения. Основная температурная погрешность нулевого сигнала вычислителей вертикальнй.скоростй определяется температурной нестабильностью нулевого сигнала дифференциатора 2, В силу того, что дифференциатор работает с высокоомным источникомсигнала, его основная температурнаяпогрешность будет определяться температурной зависимостью тока смещения1 , которая апроксимируется следующйм математическим выражением ат,С=-0,005 /С Т 25 фСат "С 1 свс=-0,015 /С т 25 с Из приведенного выше выражения следует, что температурная погрешность от тока смещения в диапазоне температур от плюс 25 С до минус 60 С в три раза больше, чем в диапазоне температур от плюс 25 С до плюс 75 С. Поэтому для того, тобы добиться высокой линейности компенсации нулево- го сигнала от температуры весь диапазон температур необходимо разбить на два поддиапазона, от плюс 25 С до минус 60 С и от плюс 25 ф до плюс 75 С. Такую компенсации нулевого сигнала осуществляет преобразователь температура-напряжение. Вершины термочувствительных мостов 5 подключены к положительному и отрицательному опорному напряжЕнию, снимаемому со стабилитронов 8 и 9, В противоположные плечи термочувствительных мостов включены кремниевые диоды 10, 11, 12 и 13, выполняющие роль датчиков температуры, а в диагонали - переменные потенциометры 14 и 15. Потенциометром 14 осуществляется компенсация нулевого сигнала вычислителей при температуре минус 60 С, а потенциометром 15 - при температуре плюс 75 С, Сигналы компенсации снимаются с движков потенциометров 14 и 15 и подаются на стоки МОП транзисторных ключей 16 и 17. Затворы .транзисторов 16 и 17 соединены с коллекторами р-и-р транзисторов 23 и 21, На транзисторах 21, 22 и 23 собрана логическая схема, которая управляет работой транзисторных ключей 16 и 17. Схема управления выдает сигналы на затворы транзисторов 16 и 17 таким образом, что при темо пературе окружающей среды выше 25 С транзистор 16 закрыт, а транзистор 17 открыт. При температуре окружающей среды ниже 25 фс транзистор 16 открыт, а транзистор 17 закрыт. Базы транзисторов 21 и 22 через резистор 24 подклйчены к выходу дифференциального усилителя постоянного тока 25. Входи усилителя 25 подключены к мосту постоянного тока, состоящего из резисторов 26 и 27, потенциометра 28 и кремниевого диода 29, выполняю779825 формула изобретения Составитель Л. ПтенцоваКузнецова Техред Т.Маточка Корректор О . Ковинская едак 312/6 ВНИИПИ Госуд по делам 35 Москва ЖТираж 713твенного комитета ССбретений и открытийРаушская наб., д. э исно 113 5 ППП "Патент , г. Ужгород, ул. Проектная, 4 л щего роль датчика температуры. Потенциометром 28 устанавливается опорное напряжение на неинвертирующем входе усилителя 25, соответствующее температуре переключения термочувствительного релейного элемента 7, с выхода которого выдаются сигналы управления на транзисторы 21 и 22, Подложки транзисторов 16 и 17 подключены к положительному опорному напряжению, а истоки через, постоянные резисторы 18 и 19 к входу неинвертирующего повторителя 20, который устраняет потери аналогового компенсирующего напряжения на динамическом сопротивлении сток-исток открытых транзисторов 16 и 17. Напряжение компенсации снимается с выхода усилителя 20 и через резистор 30 подается на вход суммирующего масштабного усилителя 3 для температурной компенсации нулевого .сигнала вычислителей вертикальной скорости.Испытания данного устройства температурной компенсации в составе вычислителя вертикальной скорости показали, что температурная погрешность нулевого сигнала сравнительно с известными вычислителями вертикальной скорости может быть уменьшена в 5-6 раэ, т.е. данное устройство обеспечивает высокую линейность компенсации нулевого сигнала вычислителей в широком диапазоне температур. Кроме того, применение изобретения позволяет отказаться от общего термостатирования вычислителя и тем самымсократить его габариты и вес в 1,5раза и в 5 раз снизить, потреблениеэлектроэнергии. Преобразователь температура-напряжение, содержащий термочувствитель ный блок и источник питания, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюрасширения области применения преоб- разователя, он содержит последовательно соединенные многопозиционный термочувствительный релейный элемент, 15 многопозиционный переключатель и согласующий усилитель, причем термочувствительный блок содержит соответственно числу позиций многопозиционного переключателя термочувствитель;о ные мосты, входные диагонали которыхподключены параллельно выходу источ-.ника питания, а в выходные диагоналитермочувствительных мостов включеныпотенциометры, подвижные контактыкоторых подключены к соответствующимвходам многопозиционного переключателя. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе ЗО 1. Источник регулируемого напряжения с независимой регулировкой температурного коэффициента. -"Электроника," 1974,Р 12,стр. 49 1 прототип).