Устройство для измерения температуры

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 09) 01) 4 (51) С О 1 К 7/О СА ИЗОБРЕТЕ ЕТЕЛЬСТВУ ВТОРС ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 183430, кл. С О 1 К 7/00, 1965.2Авторское свидетельство СССР по заявке В 3447086/18-10,кл. С 01 К 7/00, 1982 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее генератор им пульсов на транзисторе с термочувствительным элементом и двумя катушками индуктивности, первая из которыхвключена между базой транзистора ипотенциальной шиной источника питания, величина напряжения которогонаходится в пределах области насыщения транзистора, а вторая - междутой же шиной источника питания и коллектором транзистора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения.и сниженияпотребляемой мощности, термочувствительный элемент включен между эмитте-ром транзистора и нулевой шиной источника питания.1 113733Изобретение относится к устройст вам для измерения температуры с непосредственным преобразованием ее в частоту электрического сигнала.Известно устройство для измерения температуры, содержащее генератор импульсов на транзисторе, в цепи базы которого включены термочувствительный элемент и первая катушка индуктивности, а между его коллектором и 1 О потенциальной шиной источника питания включена вторая катушка индуктивности 13Такое устройство относительно простое, однако имеет малый коэффициент преобразования при большой потребляемой мощности.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство щ для измерения температуры, содержащее генератор импульсов на транзисторе с термочувствительным элементом и двумя катушками индуктивности, первая из которых включена между базой 25 транзистора и потенциальной шиной источника питания, величина напряжения которого находится в пределах области насыщения транзистора, а вторая - между той же шиной источника ,питания и коллектором тразистора 2 3.Недостатками устройства являются невысокая точность измерения и относительно большая потребляемая мощность,Цель изобретения. - повышение точ- ности измерения и снижение потребляемой мощности. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения температуры, содержащем генератор импульсов на транзисторе с термочувствительным элементом и двумя катушками индуктивности, первая из которых включена между базой транзистора и потенциальной шиной источника пита-. ния, величина напряжения которого находится в пределах области насыщения транзистора, а вторая - между той же шиной источника питания и кол- лектором транзистора, термочувствительный элемент включен между змиттером транзистора и нулевой шиной ис.- точника питания.Такое включение термочувствитель ного элемента обеспечивает повышение коэффициента преобразования устройства при одновременном снижении потреб 5ляемой от источника питания мощности. При этом относительное изменение частоты М ГЯ на 1 С составляет (46 - 150)10-4 для частоты Г генерируемых колебаний при заданных начальных условиях, т,е. при температуре равной 0 С и частоте 540 и 403 кГц соответственно для кремниевых транзисторов о-р- и типа (например, 2 Т 301 Ж) при напряжении источника питания 510 мВ и германиевых транзисторов типа р-в-р (например, П 416) при напряжении источника питания 210 мВ.На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2. - зависимости частоты выходного сигнала от температуры: а) для медно-константановой термопа. - ры; б) термометра сопротивления; в) индуктивности для двух типов транзисторов (кривая 1 соответствует включению транзистора 2 Т 301 Ж, кривая 2 - П 416) .Устройство содержит генератор импульсов, выполненный на транзисторе 1 с термочувствительным элементом 2, включенным между эмиттером транзистора 1 и нулевой шиной 3 источника 4 питания, и двумя катушками 5 и 6 индуктивности, первая из которых включена между базой транзистора 1 и потенциальной шиной 7 источника 4 питания, а вторая - между той же шиной 7 и коллектором транзистора 1,Величина напряжения источника 4 питания выбирается в пределах области насьвцения транзистора 1 и соответствует 210 мА для германиевых транзисторов р-л- р типа и 510 мВ для кремниевых транзисторов л-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 включении источника 4 питания на выходе генератора (шина 8, подключена через конденсатор 9 к коллектору транзистора 1) формируются импульсы, частота повторения которых определяется уровнем напряжения источника 4 питания, параметрами катушек 5 и 6 индуктивности и термочувствительного элемента 2. Изменение параметров термочувствительного элемента 2 при изменении температуры среды приводит к изменению потенциала эмитПредложенное устройство по сравнению с прототипом в зависимости от типа чувствительного элемента, в качестве которого могут быть использо 2 О ваны также резистивные или индуктивние датчики влажности, радиации, де-, формации и т.д., позволяет в несколько раз повысить точность измерения при одновременном снижении потребляемой от источника питания мощности. з 11373 тера транзистора 1 относительно нуле вой шины 3 источника 4 питания, а следовательно, и потенциалов базы и коллектора транзистора 1 относительно его эмиттера. Это, в свою очередь, вызывает изменение активной и реактивной составляющих сопротивления транзистора 1, изменение коэффициента связи между катушками 5 и 6 индуктивности, а следовательно и изменение 1 О частоты генерируемых колебаний.П р и м е р 1, Генератор выполнен на транзисторе типа П 416 с двумя катушками индуктивности типа ДМ,2 по 224 мкГн каждая. Напряжение источника д питания 210 мВ. В качестве термочувствительного элемента использована термопара медь-константан. Зависимость частоты выходного сигнала от температуры приведена на фиг. 2 а кривые 2 и 2, которые соответствуютlразличному включению термоэлектродов (кривая 2 получена при подключенном к эмиттеру транзистора медном электроде термопары, кривая 2 - констан 35 4тановом электроде). Амплитуда выходных импульсов при указанном выше напряжении источника питания около 0,6 В, потребляемый ток и потребляемая мощность составляют соответственно 0,4 мА и 84 мкВт, средняя крутиз- на преобразования равна 202 Гц/фС для кривой 2 и 244 Гц/ С для кривой 2. При включении вместо термопары резистора или катушки индуктивности схема генератора в указанном режиме обеспечивает среднюю крутизну Ф 3000 Гц/Ом и гф 11000 Гц/мкгн соответственно.1137335 ктор 0 Тиго писное каз д. 4/ Фили Составитель В.Голуб Редактор Л.Пчелинская Техред Л.Мартяшова12/30 тираж 898 ВНИИПИ Государственного комитетапо делам изобретений и открыти 113035,. Москва, Ж, Раушская н