Устройство для измерения температуры

Устройство для измерения температуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ TEl-fflEPATyPU, содержащее термочувствительный полупроводниковый диод, подклоченный к логарифматору, три источника тока, выходы которых через три ключа соответственно подключены к входу логарифматора, задатчик временных интервалов,выходы которого соединены с управляющими входа ми ключей , отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений температуры и упрощения устройства , в него введены два запоминающих конденсатора, два дополнительных ключа и буферный усилитель, вход которого через первьй запоминающий конденсатор подключен к выходу логарифматора и через первый дополнительный ключ соединен с общей щиной устройства , а выход через второй запоминающий конденсатор подключен к выходной клемме устройства, соединенной через второй дополнительный ключ с общей i (П щиной устройства, причем управляющие входы дополнительных ключей соедине . ны с дополнительными выходами задатCZ чика временных интервалов. 05 со

.,80„„1101690 A

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК зш С 01 К 7/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ЖФ,;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ I ; ц)

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ - : - :":: ;-; „ /

,а, СР

Cb

Щ

C). (21) 3589332/18-10 (22) 12.05.83 (46) 07.07.84. Бюл. Р 25 (72) А.С.Баран, А.К.Баринов, Б.С.Голубь, А.И.Кузнецов и Л.P.Õàéòèí (53) 536.53(088.8) (56) 1. Патент США В 3812717, кл. 73-362, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

N 958875,,кл. С 01 К 7/22, 1980 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ

ТЕИПЕРАТУРЫ, содержащее термочувствительный полупроводниковый диод, подключенный к логарифматору, три источника тока, выходы которых через три ключа соответственно подключены к входу логарифматора, задатчик вре- менных интервалов, выходы которого соединены с управляющими входами ключей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений температуры и упрощения устройства, в него введены два запоминающих конденсатора, два дополнительных ключа и буферный усилитель, вход которого через первый запоминающий конденсатор подключен к выходу логарифматора и через первый дополнительный ключ соединен с общей шиной устройства, а выход через второй запоминаю-. щий конденсатор подключен к выходной клемме устройства, соединенной через второй дополнительный ключ с общей шиной устройства, причем управляющие входы дополнительных ключей соедине. ны с дополнительными выходами задатчика временных интервалов.

О= — ВЕ. +Рэ

Э.

1 о. 3 о где К вЂ” постоянная Больцмана;

40 g — - элементарный заряд;

8 — - абсолютная температура;

I — характеристический ток диода;

R †- объемное сопротивление диода.

Конденсатор 10 заряжается до на4g пряжения U Напряжение на выходе усилителя и выходе устройства равно нулю, так как ключи 12 и 13 замкнуты.

В момент времени 1„ по сигналам от задатчика 14 временных интервалов ключи 4 и 12 размыкаются, а ключ 5 замыкается. Ключ 13 остается замкну(2) К 2

0= — ве — + 3

2 3 О г

1 . i 1016

Изобретение относится к температурным измерениям, а именно к устройствам для измерения температуры, в которых в качестве чувствительного элемента используется термочувстви5 тельный полупроводниковый диод.

Известно устройство для измерения температуры, содержащее два источника тока с аналоговыми ключами и термочувствительный полупроводниковый диод, включенный в логарифматор тока, вход которого через аналоговые ключи соединен с источниками тока 313.

Недостатком этого устройства является то, что часть напряжений выходного сигнала определяется объемным сопротивлением диода, разброс которого значителен у различных экземпляров даже однотипных диодов.

Это снижает точность измерения и ограничивает взаимозаменяемость термочувствительных диодов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство. для измерения температуры, содержащее термочувствительный полупроводниковый диод, подключенный к логарифматору, три источника тока, выходы которых через три.ключа соот30 ветственно подключены к входу логарифматора, эадатчик временных интервалов, выходы которого соединены с управляющими входами ключей f2 3.

Однако в известном устройстве выходной аналоговый сигнал формируется реверсивным интегратором, работой которого управляет задатчик временных интервалов. Выходной сигнал устройства зависит от величины отношения постоянной времени реверсивного интегратора к длительности такта интегрирования, что приводит к снижению точности измерения °

Целью изобретения является повышение точности измерения и упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения температуры, содержащее термочувствительный полупроводниковый диод, подклю:енный к логарифматору, три источника тока, выходы которых через три ключа соответственно .подключены к входу логарифматора, задатчик временных интервалов, выходы которого соединены с управляющими входами ключей, введены два запоминающих конденсатора, два дополнительных ключа и

90 2 буферный усилитель, вход которого через первый запоминающий конденсатор подключен к выходу логарифматора и через первый дополнительный ключи соединен с общей шиной устройства, а выход через второй запоминающий конденсатор подключен к выходной клемме устройства, соединенной через второй дополнительный ключ с общей шиной устройства, причем управляющие входы дополнительных ключей соединены с дополнительнымн выходами задатчика временных интервалов.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для измерения температуры.

Устройство для измерения температуры содержит источники 1-3 тока, аналоговые ключи 4-6,логарифматор 7 с термочувствительным диодом 8, буферный усилитель 9, запоминающие конденсаторы 10 и 11, дополнительные ключи 12 и 13 и задатчик 14 временных интервалов. Выходной сигнал формируется в течение четырех периодически повторяющихся тактов.

Устройство работает следующим образом.

В первом такте, с момента времени to до момента времени t замкнуты ключи 4, 12 и 13. При этом на вход логарифматора 7 тока через замкнутый ключ 4 поступит ток Э„. При прохождении тока 3„ через диод 8 на нем возникает напряжение тым.

На вход логарифматора 7 тока через ключ 5 поступает ток Э, на диоде 8 возникает напряжение

К . 3 о =о-о= — ее — + p-Э) .

Е2 3 2 g 3 (4) (1з- — еь +а 3

3 3

Составитель В.Куликов

Редактор Г.Волкова Техред С.Мигунова Корректор В.Бутяга

Заказ 4754/26 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

-по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Э, 1101 а на входе буферного усилителя (и соответственно на его выходе, если принять коэффициент передачи равным единице) напряжение

О «ц -U = всв +-я (з -3„). (3) Конд нсатор 11 заряжается до напряжения Ud" а напряжение на выходе устройства равно нулю. 10

В момент времени „ по сигналам от задатчика 14 временных интервалов ключ 13 размыкается, а ключ 12 замыкается. В этом такте на вход логарифматора 7 тока продолжает поступать ток 32. .При этом конденсатор 10 заряжается до напряжения 0, напряжение на входе усилителя 9 и его выходе равно нулю, а напряжение на выходе устройства определяется выражением (3) с обратным знаком.

В момент времени Ф по сигналам от задатчика 14 временны:» интервалов ключи 5 и 12 размыкаются, а ключ 6 замыкается. На вход логарифмзтора 7 тока поступает ток 3, а напряжение на диоде 8 составит

При этом, так как конденсатор 10 был заряжен до напряжения U>, напря690 4 жение на входе буферного усилителя 9 и соответственно на его выходе равно

Так как конденсатор 11 был заряжен до напряжения ОсР;, напряжение на выходе устройства в такте между моментами времени Ф и С составит

0вык 08 -06 ЕВь z +Ро(Зз-31-232) (6) 3

Если выполняется условие

3 +3 -23 =О (7)

3 1 2 то выходное напряжение в этом такте (8)

08 = — ОЮп

ык

2 прямо пропорционально температуре и не зависит от временных параметров, входящих в устройство узлов.

Введение в предлагаемое устройство двух дополнительных ключей, двух ! запоминающих конденсаторов и буферного усилителя позволяет добиться независимости результатов преобразования от временных параметров узлов, входящих в состав устройства для измерения температуры, что повыщает точность преобразования температуры в напряжение.