Устройство для измерения температуры

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОФЮИЯщепжипРЕСПУБЛИК ае ог 334 А 4(51) С 0 0 САНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВИЦЕтЕЛЬЕтв Н АВТОРСКОМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 183430, кл. С О К 7/00, 1965.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке У 3447086/18-10,кл. С 01 К 7/00, 02.06.82 (прототип)(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее генератор импульсов на транзисторе с термочувст-.вительным элементом и двумя катушками индуктивности, одна .из которых включена в цепи коллектора транзистора,а другая - между его.базой и потенциальной шиной источника питания,величина напряжения которого находится в пределах области насыщения транзистора, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повьппения точностиизмерения и снижения потребляемоймощности, первая катушка индуктивности включена последовательно с термочувствительным элементо между коллектором транзистора и потенциальнойшиной источника питания.Изобретение относится к термомет. рии, а именно, к устройствам для из" мерения температуры с непосредствев ным преобразованием ее в частоту электрического сигнала, и может быть использовано преимущественно в условиях ограничения на потребляемую от источника питания мощность.Известно устройство для измерения температуры, содержащее генератор им-О пульсов на транзисторе, в цепи базы которого включены термочувствительный элемент и катушка индуктивности, а между коллектором и потенциальной шиной источника питания включена 15 другая катушка индуктивности 13.Такое устройство сравнительно простое, но однако имеет невысокий коэффициент преобразования при большой потребляемой мощности. 20Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения температуры, содержащее генератор импульсов на транзисторе с термочувствительным 25 элементом и двумя катушками индуктивности, одна из которых включена в .цепи коллектора транзистора, а другая - между его базой и потенциальной шиной источника питания, величи- ЗО на напряжения которого нахбдится в пределах области насыщения транзистора 21.Недостатками известного устройства являются сравнительно невысокая 35 точность измерения и оаносительно большая потребляемая мощность.Цель изобретения - повышение точ" ности измерения и снижение потребляемой от источника питания мощности. 4 ОПоставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения температуры, содержащем генератор импульсов на транзисторе с термочувствительным элементом и двумя катушками 45 ийдуктивности, одна из которых включена в цепи коллектора транзистора, а другая - между его базой и потенциальной шиной источника питания, величина напряжения которого находится в пределах области насыщения транзистора, первая катушка индуктивнос", ги включена последовательно с термочувствительным элементом. между коллектором транзистора и потенциальной 55 шиной источника питания.Такое включение термочувствительного элемента и катушек индуктивности в схеме генератора импульсов обеспечивает высокий коэффициент преобразования с малым потреблением мощности. При этом относительное изменение частоты а ЙЯ на 1 СС составляето5-13 г 10 э для частоты й генерируемыхоколебаний при заданных начальных условиях, т.е,при температуре, равной 0 С, изменяющейся в пределах от 553 до 365 кГц соответственно для германиевых транзисторов р-и-р типа при напряжении источника питания ы 210 мВ и кремниевых транзисторов и-р-и типа при напряжении источника питания 510 мВНа фиг. 1 приведена схема устрой-. ства; на фиг. 2 приведены зависимос- ти частоты генератора от температуры для медно-константановой термопары (а), сопротивления (о) и индуктивности (Ь) термочувствительного элемента для двух типов транзисторов (кривая 1 соответствует включению транзисто" ра типа 2 Т 301 Ж, кривая 2-П 416).Устройство для измерения температуры содержит генератор импульсов на транзисторе 1 с термочувствительным элементом,2 и двумя катушками индуктивности 3 и 4. Катушка индук-. тивности 3 включена последовательно с термочувствительным элементом 2 между коллектором транзистора 1 и, потенциальной шиной 5 источника питания 6. Катушка индуктивности 4 включена между той же шиной 5 источника питания 6 и базой транзистора.Величина напряжения источника питания 6 выбирается в пределах области насыщения транзистора 1 и соответ" ствует210 мВ для германиевых транзисторов р-и-р типа и 510 мВ для кремниевых транзистдров п-р-и типа.В качестве термочувствительного элемента 2 могут быть использованы термопары, низкоомные резисторы и катушки индуктивности, параметры которых зависят от температуры.Устройство работает следующим образом.,При подаче электрического напряже" ния от источника питания 6 на выходе генератора формируется последовательность импульсов, частота следования которых зависит от параметров катушек индуктивности 3 и 4 и термочувствительного элемента 2, Изменение параметров термочувствительного элемента 2 при изменении температуры среды113 БЗамена транзистора 2 Т 301 Ж в указанной выше схеме генератора на германиевый транзистор типа П 416 позволяетснизить потребляемый ток.и мощность 10 до 0,4 мА и 86 мкВт соответственно,причем крутизна преобразования увеличивается до 150 Гц/ С. приводит.к изменению потенциала коллектора транзистора 1. Это и вызывает изменение частоты следования генерируемых импульсов вследствие изменения активной и реактивной составляющих сопротивления транзистора 1, ко" эффициента связи между катушками индуктивности 3 и 4 и изменения суммарной индуктивности генератора. Индуктивность катушек 3 и 4 и активное сопротивление термочувствительного элемента 2 определяют начальную часто ту генератора. Последовательность выходных импульсов снимается с шин 7 и 8 через разделительный конденса тор 9.П р и м е р, Генератор выполнен на транзисторе типа 2 Т 301 Ж с двумя катушками индуктивности типа ДИ,2 по 224 мкГн каждая при напряжении ис б точника питания 510 мВ и термочувствительным элементом, в качестве которого использована термопара медь - константан. Зависимость частоты от температуры приведена на фиг. 2 а - 25 кривые 1 и 1. Кривая 1 получена при подключенном к коллектору транзисто-. ра константановом электроде термопары, кривая 1 - медном электроде.Амплитуда выходных импульсов гене-б ратора при указанном напряжении ис 7334 4точника питания равна я 2 В,.потребляемый ток и мощность равны 0,6 мА и 310 мкВт соответственно, средняя крутизна преобразования 77 Гц/фС. Предложенное устройство отличает"ся универсальностью, так как позволяет получить информацию не толькоо температуре, но и других физических величинах, например деформации,давлении, влажности, радиации и т.д.,если при этом вместо термочувствительного элемента включить соответствующие датчики сопротивления илииндуктивности. В этом случае средняякрутизна преобразования составляет2000 и 8000 Гц/Ом для транзисторовП 416 и 2 Т 301 Ж,соответственно, приизменении сопротивления от 0 до270 Ом (фиг 2 б), и 600 Гц/мкГн приизменении индуктивности от 100 до500 мкГн для транзистора типа 2 Т 301 Ж.1137334 По свое каз 1051 Ти аж ДНЮШИФилиал ПОП 1В тевт, г, Уагород,ул,йроекткаа, 4