Датчик температуры

(54) ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУР мерииспольонтроля 15 атчика темавнительно ниэоло 1 мв/глад),3Изобретение относится к из тельной технике иможет быть зовано в различных системах к иизмерения тейпературы.Известен датчик температуры, содержащий измерительный мост с двумя полупроводниковыми диодами в качестве термочувствительных элементов, включенных в противоположные плечи моста1.Наиболее" близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является датцик тем" пературы, содержащий измерительный мост с термоцувствительным элементом выполненным в виде полевого транзистора, включенного в одно иэ четырех плеч моста, в.остальные плечи кото" рого включены термонезависимые ре" зисторы2.Недостатком такого дпературы является его сркая чувствительность ок Причина этого заключается в том,цто в качестве термочувствительного элемента используется лишь канал, полевого транзистора, действующий в качестве терморезистора, а уси" лительные свойства полевого транзистора не используются.Цель изобретения - повышениечувсС вительности датчика температуры,Поставленная цель достигается тем, что в датчик температуры, содержащий измерительный мост с термоцувствительным элементом, выполненным в виде полевого транзистора, включен" ного в одно из плеч моставведены дополнительные полевые транзисторы, включенные в остальные плечи моста, причем затвор каждого из полевых транзисторов замкнут с его истоком,В такой схеме изменение сопротивления канала полевого транзистора от температуры (у полевого транзистора, используемого в качестве термочувст"993042 Формула изобретения 3вительного элемента) приводит к изменению тока через другой полевойтранзистор, включенный вместе с первым полевым транзистором в одну и туже половину моста и являющийся нагрузкой для первого полевого транзистора. Так как оба транзистора работалют в режиме насыщения, то небольшоеизменение тока через нагрузочный полевой транзистор приводит к изменению,10напряжения на нем в десятки раз большему, чем изменение тока, что и обеспечивает повышение чувствительностидатчика.На фиг. 1 показана схема датчика 15температуры; на фиг, 2 - вольтамперная характеристика одной из двух половин моста.Датчик температуры содержит измерительный мост с включенными в.его 20четыре плеча полевыми транзисторами;1-4. Один или два полевых транзистора, например 1 и 3, включенные в противоположные плечи моста, используются в качестве термочувствительных 25элементов и устанавливаются на объекте, температуру которого необходимоизмерить. Остальнь 1 е два ( 2 и 4 полевых транзистора термостатируются.В измерительную диагональ моста вклю-зОчен вольтметр 5.При одинаковой температуре полевыхтранзисторов, включенных в одну и туже половину моста например, полевыетранзисторы 1 и 2), напряжение насредней точке между ними равно Ч, = -О 2где Е - напряжение источника питаниям,оста,При нагреве полевого транзистораего ток насыщения уменьшается (кри Овая "+Т" на фиг.2), что приводит кувеличению напряжения от Ч до +Ч; апри охлаждении ( кривая Т"" куменьшению до величины -Ч. Сравнительно небольшие изменения тока полевых транзисторов 1 и 2 вызываютзначительные изменения напряжения насредней точке. При подключении правой половины моста и изменении температуры полевых транзисторов 1 и 3 на 5 Овеличину ьТ вольтметр , включенный,в измерительную диагональ моста, регистрирует удвоенное изменение напряжения йЧ(Т)=КЬТ, где К - коэффициент пропорциональности, определяющийчувствительность датчика и зависящий. от типа используемых полевых транзисторов. 4Величина К максимальна и является постоянной только в сравнительно узком диапазоне температур л 10 С, соответственно, в этом диапазоне зависимость ЬЧ(Т).линейна. При изменении температуры за пределами этого диапазона рабочая точка ( фиг,2) выхо. дит на начальный участок вольтамперной характеристики полевого транзистора и чувствительность датчика падает, а линейность нарушается. Однако включением регулировочных резисторов 6-9 в цепи истоков полевых транзисторов 1-4 можно увеличить линейный участок или сместить его в любую сторону в полном рабочем диапазоне температур ("60)-(+120)С при одновре: менном снижении чувствительности датчика.Предлагаемый датчик фактически измеряет разность температур, поэтому его наиболее целесообразно использовать именно в этих целяхП р и м е р. Датчик температуры на полевых транзисторах типа 2 ПС 202 В при напряжении источника питания моста Е=10 В и сопротивлении регули". ровочных резисторов 8=470 Ом обеспечивает чувствительность К=100- 150 мв/град. в диапазоне температур 0-40 С. Эта величина в десятки раз выше, чем у прототипа.Предлагаемый датчик температуры имеет высокую чувствительность, прост в изготовлении и удобен в экс плуатации. Датчик температуры, содержащийизмерительный мост с термочувствительным элементом, выполненным ввиде полевого транзистора, включенного в одно из плеч моста, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюувеличения чувствительности датчика, в него введены дополнительные полевые транзисторы, включенные в ос-;тальные плечи моста, причем затворкаждого из полевых транзисторов замкнут с его истоком.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Кривоносое А. И. Полупроводниковые датчики температуры. "Энергия", 1974, с. 104,2. Авторское свидетельство СССРИ 821953 кл. 0 01 К 7/161 1978юз 44/55 ВНИИПИ Государств по делам изобре 11303, Иосква,. йснов Редактор Н. Безро ираж 81 Подлнного комитета СССРений и открытийЯ, Рауаская наб., д