Устройство для измерения температуры

Союз Советски иСоциапистичвсиииВвспубпик АВТО РСКО ВИДИ ТЕЛЬСТВУ д-ву(6) Дополнит (22)Заявлено ое к авт 1.80 (21) 291 Я 6/.)8аявкн М 01 К 7700 с присоединением дарстааииыа ка СССР23.0.82. Бюллете а даиаее теи Опублико прыти икования исания 25.04.82 ата оп.Н. Лапенко, А.И. Б и И.К. Гера Московский институт эл(51 т) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ Иэобре турным из ствам для торого тель на ия выход ко преобразовлючен к дио источник напряженчерез модулятор ипряжение-ток подкдикатор.В этом устройстве сигнал сусиливается на переменном токлее детектируется фазочувствидетектором 121.Недостатком этого устройстляется низкая точность измеремалая разрешающая способностьтого, что малым изменениям тетуры соответствуют малые измесигнала на выходе фазочувствиго детектора, которые необходфиксировать на фоне большого пер сттся к тем именно к у емпературы рмопреобра упроводник ние относ рениям, аэмерения ачестве т зуется по у, ин диода е и дательнымкоторыхтеля испдиод. зме пол ова явния иввиду мперанения тельноимо за- сигнав иэм ющую иапряже от извляетсяемпера"льностью ла.Цель иэности измеПоставлчто в уструсилитель,сации перс выходом предлагаемому и является ия температутве термопре.- дниковый диод, с модулятоым детектором,е близким к ской сущносдля измере ащее в каче ля полупров соединенный чувствитель Известно устроиство дляния температуры, содержащеводниковый диод, включеннырительную схему, обеспечивмерение изменения паденияния на диоде в зависимостименения температуры 11.Недостатком устройстванизкая точность измерениятуры, обусловленная нестабизмерительной схемы.Наиболепо техниче тустройство нры, содерж собразовате огенераторром и фазо н бретения - повышение точ"ения температуры.нная цель достигается тем,йство введены вычитающийинтегратор и блок компен"ый вход которого соединеннтегратора, второй входгде К " постоянная .Больцмана;ц - заряд электрона;Т - измеряемая температура;Р " объемное сопротивлениебазы диода; Э , 92253источником напряжения, третий входс выходом модулятора, а выход соединен с первым входом вычитаювего усилителя, второй вход которого соединен с диодом, а выход через фазочувствительный детектор подключен ко входу интегратора,соединенного с индикатором, а также тем, что блок компенсации содержит первый усилитель, вход которого соединен с пер вым резистором,. в цепь обратной связи включен первый ролевой транзис".,тор, зашунтированный конденсатором, а выход соединен с затвором второго полевого, транзистора, исток и сток 1 ю которого соответственно соединены с вторым резистором, подключенным к входу второго усилителя с третьим резистором" в цепи обратной связи.На чертеже приведена блок-схема устройства.Устройство содержит источник 1 напряжения, модулятор 2, включающий в себя усилитель 3, ключ 4 и резисторы 5-7, преобразователь 8 напряже 23 ние-ток выполненный в виде усилителя 9 с резистором 10 на входе, термопреобразователь - диод 11, вычитающий усилитель 12, фазочувствительный детектор 13, интегратор 14, блок ком- ЗВ пенсации 15 индикатор 16, генератор 17. Блок компенсации 15 содержит соответственно первый, второй и,тре" тий резисторы 18-20, первый и второй усилители 21 и 22, первый и. второй полевые транзисторы 23 и 24, конденсатор 25.Устройство работает следующим образом.Опорное напряжение О с источника фю 1 напряжения поступает на первый вход модулятора 2, на другой вход которого с выхода генератора 17 поступает модулирующий сигнал. С выхода модулятора переменное напряжение че- фз реэ преобразователь 8 напряжение-ток поступает на диод 11., На диоде 11 .возникает переменная составляющая напряжения, величина которой определяется выражением: ЯО, - - Ео К+О,РД(К,-К,) 5, (КТ К2 яК, К,- коэффициенты передачи модулятора;5 - крутизна преобразователянапряжение-ток.На входы блока 15 компенсации поступают сигналы с выхода источника 1 напряжения, модулятора 2, а также напряжение О с выхода интегратора 14.При использовании в блоке компенсации полевых транзисторов с одинаковыми параметрами, на его выходе бу- - дет формироваться напряжение 0, пропорциональное величине0=(К-Кг) (К . О, )О, (2) где К = Р/Р, а Р Р, Рз - соответственно величины сопротивлений резисторов 19, 20 и 18.На входы вычитающего усилителя 12 поступают сигналы с диода и с выхода блока компенсации, Разностный сигналс выхода усилителя 12 поступает на Фазочувствительный детектор 13, где происходит его детектирование, и далее - на вход интегратора, В зависимости от того, какая величина больше - переменное напряжение на диодеили напряжение на выходе блока компенсации, происходит увеличение или уменьшение напряжения 0 на выходеинтегратора. Выходное напряжение интегратора поступает на первый входблока компенсации и изменяет егокоэффициент передачи таким образом, что уменьшает величину разностного сигнала усиливаемого усилителем до нуля. При выполнении условия К =5 Р напряжение на выходе интегратора, поступающее в блок компенсации и, соответственно, в индикатор,линейно зависит от измеряемой температуры:О : КР , ея К Т - К 4 Т (3)ч К 2 1 Чувствительность устройства можнов широких пределах менять путем изменения величины резистора 18, а нульотсчета шкалы можно изменять путемизменения величины опорного напряжения, подаваемого на второй вход блока компенсации,Достоинством устройства являетсято, что точность измерения температуры практически определяется разбросом параметров пассивных элементов и не зависит от дрейфа усилителя, фазочувствительного детектора,изменения теплового тока диода и напряжения источника напряжения.Наличие новых элементов в предлагаемом устройстве и видоизменение схемы устройства выгодно отличает его от известного устройства, так как по" зволяет повысить точность измерения температуры, расширить сферу применения устройства. формула изобретения 1. Устройство для измерения температуры, содержащее в качестве термопреобразователя полупроводниковый диод, генератор, соединенный с модулятором и. Фазочувствительным детектором,. источник напряжения, выход которого через модулятор и преобразователь напряжение-ток подключен к диоду, индикатор, о т л и ч .а ю " щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения температуры, в него введены вычитающий усилитель, интегратор и блок компенсации, первый вход которого соединен с выходом ин.- тегратора, второй вход - с источником напряжения, третий вход - с вы 22532 бходом модулятора, а выход соединен спервым входом вычитающего усилмтеля,второй вход которого соединен с дио"дом, а вымол через фазочувствительныйдетектор подключен к входу интегратора, соединенного с индикатором.2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок компенсации содержит первый усилитель,10 вход которого соединен с первым резистором, в цепь обратной связи вклю"чен первый полевой транзистор, зашунтированный конденсатором, а выход соединен с затвором второго поле"15 вого транзистора, исток и сток которого соответственно соединены с вторымрезистором, подключенным к входу второго усилителя с третьим резисторомв цепи обратной связи.20ИстОчники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Руел. Полупроводниковый датчиктемпературы и сравнение его с температурными датчиками других типов.ИПИ дписноеВ Юлиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,аз 256 922532 ираж 883