Устройство для измерения температуры

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 07. 09. 79 (21) 2815683/18-10с присоединением заявки Мо(23) Приоритет -Опубликовано 150681. Бюллетень Мо 22Дата опубликования описания 15.0681 Союз Советских Социалистических Республик(51)М. (л 3 6 01 К 7/00 Государственный комитет СССР оо делам изобретений и открытий(088, 8) 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРЛТУРН Изобретение относится к термометрии и предназначено для измерения температуры в труднодоступных объектах,.удаленных от места расположения оператора на значительное расстояние,. Известно устройство для измерениятемпературы, содержащее датчик температуры, выполненный в виде релаксационного генератора, источник питания, схему измерения 1 ,Однако это устройство не обеспечивает требуемой точности измеренияиз-за систематической ошибки, обусловленной схемой измерения.15 Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для измерения температуры, содержащее источник питания, регистрирующую аппаратуру, датчик температуры,20 выполненный в виде релаксационного генератора, содержащего конденсатор,. резисторы,и-р-и и р-п-р транзисторы, база одного иэ которых соединена с его эмиттером и коллектором резисторами и непосредственно подключена к коллектору второго транзистора, база которого соединена двумя последовательно включенными резисторами с его вмиттером и непосредственно подклю- ЗО чена к коллектору первого транзистора 2,Однако данное устройство имеетзначительные потери мощности сигналадатчика температуры в канале связи,что затрудняет дистанционное измерение температуры, требует усложнениярегистрирующей аппаратуры.Цель изобретения - снижение потерьмощности сигнала датчика температуры при дистанционном измерении температуры.Указанная цель достигается тем,что в устройство введена двухпроводная линия связи, соединяющая датчиктемпературы с источником питания,один из полюсов которого подключен кней через резистор, параллельно которому включен вход регистрирующей аппаратуры, а эмиттеры транзисторовдатчика температуры соединены междусобой конденсатором, при этом эмиттерпервого транзистора подключен к одному из проводов двухпроводной линиисвязи, а общая точка соединения двухпоследовательно включенных резисторов - к другому проводу.На фиг.1 приведена функциональнаясхема устройства; на фиг.2 - принципиальная схема датчика температуры;на фиг.З - зависимость частоты следования импульсов датчика от температуры.Схема устройства содержит источник 1 питания, регистрирующую аппаратуру 2, датчик 3 температуры, двухпроводную линию 4 связи, провода 5 и 6 линии связи, резистор 7. Датчик 13 температуры содержит п-р-и транзистор 8, р-п-р транзистор 9, конденсатор 10, резисторы 11-13.Устройство работает следующим образом.После включения источника 1 питания напряжение на коллекторе транзистора 8 при некоторой температуреокружающей его среды имеет величинуО , а напряжение на конденсаторе 10 15 возрастает с постоянной времени, рав 60 ЕЬД 7потребляемый от источпитания, во время разконденсатора 10; где- ток,ника ряданой произведению величин емкости конденсатора 10 и резистора 14. При этом, если напряжение на конденсаторе 10 20 меньше О ,то транзистор 9 заперт, поскольку к его эмиттерному переходу окажется приложенным обратное напряжение. Когда напряжение на конденсаторе 10 превышает напряжение Ок на 25 величину напряжения отпирания перехода база-эмиттер транзистора 9, то последний открывается, и в результате действия положительной обратной связи оба транзистора переходят в режим насыщения, и, конденсатор 10 быстро разряжается через малые сопротивления открытых транзисторов. Величины резисторов 11-14 выбираются таким образом, чтобы после разряда конденсатора 10 схема вернулась в исходное состояние, т.е. транзистор 9 заперт, а транзистор 8 работает в режиме усилителя постоянного тока. После возвращения схемы в исходное состояние вновь начинается заряд конденса тора 10, и описанный процесс повторяется. Таким образом, схема генерирует короткие импульсы тока, протекающего через транзисторы 8 и 9, Ток, протекающий по реэисторУ 7 во время 45 заряда конденсатора 10, практически равен току коллектора 3транзистора 8, поскольку ток, протекающий по резисторам 11 и 12, выбран значительно меньше,3 . Ток заряда конденсатора 50 10 также выбран значительно меньшеПоэтому ток, потребляемый датчиком температуры от источника питания,во время заряда конденсатора 10 практически равен току 3 Х .Во время разряда конденсатора 10 оба транзистора оказываются открытыми, поэтому ток, потребляемый от источника питания, больше Зх и ориентировочно определяется из соотношения Е - ЭДС источника питания;Р - величина резистора 13;К - величина резистора 7.Во время разряда конденсатора 10 падение напряжения на резисторе 7 равно О 7 =К, а во время заряда конденсатора 10 падение напряжения на резисторе 7 О 7 = кйдействует импульсное напряжение, равное ЬЗ =3 - О = Й-Э=Р)Р =ЬЭгде ьЭто импульсное напряжение подается на вход регистрирующей аппаратуры. Частота следования импульсов напряжения на резисторе 7 зависит от температуры окружающей датчик среды, поскольку, например, при увеличении температуры увеличивается. ток Дтранзистора 8, что приводит к уменьшению напряжения на его коллекТоре относительно эмиттера. Одновременно при увеличении температуры уменьшается напряжение оптирания перехода база-эмиттер транзистора 9, Это вызывает увеличение частоты следования импульсов датчика 3 температуры, но при этом необходимо, что величина емкости конденсатора 10 либо мало зависела от температуры, либо уменьшалась с ее увеличением. Для получения более монотонной зависимости частоты следования импульсов датчика от температуры лучше применять .конденсаторы, у которых зависимость величины емкости от температуры слабо выражена.В предложенном устройстве наряду с уменьшением мощности потерь сигнала датчика в канале связи удается по одной и той же линии осуществить как передачу сигнала от датчика к регистрирующей аппаратуре, так и подачу питания от источника к датчику, Кроме того, в предложенном устройстве датчик температуры проще датчика в известном устройстве, поскольку он не содержит полевого транзистора и светоида. Использование предложенного устройства для дистанционного измерения температуры позволяет упростить комплекс оборудования, а также снизить затраты на его обслуживание, его изготовление не требует разработки специальной технологии и применения специального оборудования, в процессе эксплуатации не возникает необходимость в подстройке датчика температуры. Экспериментальные исследования показали, что при использовании стабилизированного источника питания устройство позволяет измерять температуру в диапазоне от 0 до +150 фС с точностью не хуже + 0,5 С.Формула изобретенияУстройство для измерения температуры, содержащее источник питания,регистрирующую аппаратуру, датчиктемпературы, выполненный в виде релаксационного генератора, содержащего конденсатор, резисторы, и-р-п ир-п-р транзисторы, база одного иэкоторых соединена с змиттером и коллектором резисторами и непосредственно подключена к коллектору второготранзистора, база которого соединенадвумя последовательно включенными резисторами с его эмиттером и непосредственно подключена к коллектору первого транзистора, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью сниженияпотерь мощности сигнала датчика температуры при дистанционном измерениитемпературы, в него введена двухпроводная линия связи, соединяющая датчик температуры с источником питания,один из полюсов которого подключен к ней через резистор, параллельно которому включен вход регистрирующей аппаратуры, а эмиттеры транзисторов датчика температуры соединены между собой конденсатором, при этом змит тер первого транзистора подключен к одному из проводов двухпроводной линии связи, а общая точка соединения двух последовательно включенных резисторов - к другому проводу. 0 1Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1, Патент США 9 3383920,кл. 73-362, опублик. 1968. 15 2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2758671/18-10, кл. 6 01 К 7/00, 27.04.79.в М,Бар Коррек одписное Филиал ППП "Патентф, г.ужгород, ул.Проектная,4 Заказ 4410/59 ВНИИПИ Р по де 113035, Мо