Устройство для измерения темпера-туры

Союз Советсник Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пн 821954(22) Заявлено 050679 (21) 2776083/18-10с присоединением заявки Мо(23) Приоритет 6 01 К 7/18 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 15. 04, 81(71) Заявитель Минский радиотехнический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ Изобретение относится к термометрии,Известно устройство для измерениятемпературы, содержащее источник питания, к которому подключен преобразователь температуры, состоящий изтермочувствительного элемента и схемы преобразования сигнала 1 .Однако данное устройство не обладает требуемой точностью измерения,имеет малую крутизну преобразованияи недостаточный предел измеренияотрицательной температуры.Наиболее близким по техническойсущности к предложенному являетсяустройство для измерения температуры, содержащее источник питания, ккоторому подключен преобразовательтемпературы в напряжение, состоящийиз термочувствительного элемента,постоянного и переменного резисторов,стабилитрона и стабилизатора тока,подключенный к согласующему каскаду,выход которого соединен со входомпреобразователя напряжения в видеоимпульсы 2 .Однако данное устройство не обладает требуемой точностью измеренияи имеет ограниченный диапазон измеряемой температуры. Цель изобретения - повышение точности измерения при одновременном расширении диапазона измеряемой температурыЭта цель достигается тем, что термочувствительный элемент выполнен в виде однопереходного транзистора с отключенным эмиттером, подсоединенного к переменному резистору, который соединен с коллекторной цепью регулирующего транзистора, образующего с усилительным транзистором стабилизатор тока, причем база и эмиттер регулирующего транзистора соединены соответственно с коллекто" ром и базой усилительного транзистора, а база регулирующего транзистора через второй переменный резистор подключена к минусовой клемме источника питания, к противоположной клем ме которого через резистор подключена база усилительного транзистора и через. стабилитрон - его эмиттер.На чертеже представлена схема устройства.Устройство содержит аналоговый преобразователь 1 температуры в напряжение, регулирующий и усилительный транзисторы 2,3, термочувствительный элемент 4, выполненный в виде одно25 переходного транзистора с отключенным эмиттером, переменные резисторы5,б, резистор 7, стабилитрон 8, транзистор 9, резистор 10, диод 11, преобразователь 12 напряжения в видеоимпульсы, выполненный в виде автофантастрона, транзисторы 13-15,резисторы 16-21, конденсаторы 22, 23согласующий каскад 24.Устройство работает следующимобразом, 30При измерении температуры окружающей среды происходит изменениемежбазового сопротивления однопереходного транзистора 4 с отключеннымэмиттером, являющегося термочувствительным элементом, имеющим в широком диапазоне температур от -70 до+ 120 фС прямолинейную характеристику (межбаэовое сопротивление - температура). Межбазовое сопротивлениеоднопереходного транзистора 4 и включенный с ним последовательно переменный резистор 5 (й ) составляютнагрузку регулирующего транзистора2 (й -- ВББ +В) последовательного стабилйэатора тока, собранногона двух транзисторах 2 и 3, Стабилитрон 8 включен в прямом направлении, что позволяет производить измерение сопротивления коллекторнойнагрузки регулирующего транзистора 3 О3 в широких пределах. Величина сопротивления резистора 7 неизменна,и ток эмиттера и приблизительно равный ему ток коллектора транзистора2 поддерживается неизменным. 35Следовательно, и по межбаэовому сопротивлению однопереходного транзистора с отключенным эмиттером 4 приизменении температуры окружающейсреды в широких пределах (например 4 ОоРот -70 до +120 С) протекает тот женеизменный ток. Вследствие этогонапряжение, снимаемое с нагрузки,прямо пропорционально ее сопротивлению, т.е. меняется с изменениеммежбазового сопротивления ВВ 8, а45значит и с изменением температурыокружающей среды. Переменный резистор 5 Врв) позволяет производитьнастройку аналогового преобразователя температура-напряжение 1 приналичии разброса номинального межбазового сопротивления, Меняя сопротивление резистора 6, можно регулировать угол наклона характеристикивыходное напряжение - температура,55т.е. изменять чувствительность аналогового преобразователя, обеспечиваявэаимозаменяемость однопереходныхтранзисторов.Напряжение, снимаемое с нагрузкипреобразователя температура. - напряжение, подается на согласующийкаскад 24. Напряжение, снимаемое срезистора 10, в дальнейшем испОльзуется как управЛяющее напряжение 65 автогенератора фантастронного типа, собранного на трех транзисторах 13-15, Линейно меняющееся управляющее напряжение через разделительный диод 11 подключено к коллектору транзистора 13 автофантастрона, являющегося линейным преобразователем управляющее напряжение - период следования прямоугольных видеоимпульсов 12, снимаемых с коллектора транзистора 15. В первом временно устойчивом состоянии транзисторы 14 и 15 открыты и насыщены, а транзистор 13 закрыт. Конденсатор 22 заряжается через резистор 1 б, а конденсатор 23 разряжается до момента, когда транзистор 13 откроется. Создаются условия, при которых все транзисторы открыты, возникает лавинообразный процесс, приводящий к тому, что наступает второе временное устойчивое состояние (время формирования длительности импульса), при котором транзисторы 13 и 14 открыты и находятся в активной области, а транзистор 15 закрыт, конденсатор 22 разряжается через резистор 17, источник питания и транзисторы 13 и 14. Благодаря действию отрицательной обратной связи разряд конденсатора 22 происходит по линейному закону (постоянным током). Действие этой связи прекращается в тот момент, когда потенциал коллектора транзистора 13 относительно эмиттера достигает минимального напряжения, что соответстует моменту вхождения транзистора 13 в насыщение. Создаются условия для второго лавинообразного скачка, в результате которого транзистор 13 закроется, а транзисторы 14 и 15 открыты и насыщены. Этим кончается период автоколебаний автофантастрона 12.На коллектор транзистора 13 предлагаемого устройства через диод 11 подается управляющее напряжение, пропорциональное температуре. Это напряжение фиксирует потенциал коллектора транзистора 13. Разряд конденсатора 22, происходящий по линейному закону, заканчивается в момент достижения потенциала коллектора 13 фиксированного уровня. При этом прекращается действие отрицательной обратной связи с коллектора транзистора 13 на базу транзистора 14,раз- .вивается лавинообразный процесс - конец периода колебаний. Чем выше тем-пература, тем больше напряжение на резисторе 10, тем ниже фиксированный потенциал коллектора транзистора 13, тем меньше длительность импульса (второе временно устойчивое состояние), а значит и период следования прямоугольных видеоимпульсов, снимаемых с коллектора транзистора 15, Таким образом, преобразователь/63 Тираж 907ВНИИПИ Государственпо делам иэобрете113035, Москва, ЖЭакаэ 1799 Подпи"ноо комитета СССРи открытийаушская на 45., д4/ Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная напряжения в видеоимпульсы (автофантастрон) 12 преобразует аналоговый сигнал - (управпяющее напряжение) в последовательность прямоугольных видеоимпульсов, период следования которых прямо пропорционален температуре измеряемой среды.Предложекное устройство повышает точность измерения за счет увеличения крутизны преобразования и расширяет диапазон измеряемой температуры. Устройство для измерения температуры, содержащее источник литания, к которому подключен преобразователь температуры в напряжение, состоящий из термочувствительного элемента, постоянного и переменного резисторов, стабилитрона и стабилизатора тока, подключенный к согласующему каскаду, выход которого соединен со входом преобразователя напряжения в ви- деоимпульсы, о т л и ч а ю щ е,е - с я тем, что, с целью повышения точности измерения при одновременном расширении диапазона измеряемой температуры, термочувствительныйэлемент выполнен в виде однопереходного транзистора с отключенным эмиттером, подсоединенного к переменномурезистору, который подключен к коллекторной цепи регулирующего транзистора, образующего с усилительным транзистором стабилизатор тока, причембаза и эмиттер регулирующего транзистора соединены соответственно сколлектором и базой усилительноготранзистора, а база регулирующеготранзистора через второй переменныйрезистор подключена к минусовой клемме источкика питания, к противопо ложной клемме которого через резистор подключен база усилительноготранзистора и через стабилитрон егоэмиттер.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. ЕЬ 1 гзеЬе Р. Тещрегагигшегдегаа 1 г. сВ 1 геИег Й 1 пеагег Ацяе 19 е.ф ЕЮесггоп , 1977, У 9, с, 301-302. 2. Авторское свидетельство СССР Р 517810, кл. С 01 К 7/18, 31,12.74 (прототип)