Термисторное термочувствительное устройство

Термисторное термочувствительное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е 27I428

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ

Зависимый от патента №

1;л 421, 8/02

Заявлено 14,11.1966 {¹ 1055814 26-10) МПК G Olk

Приоритет 19 авпуста 1965 г. на основании заявки № 480958, поданной в Соединенных

Штатах Америки

Опубликовано 12.Y.1970. Бюллетень № 17

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 536.531:621,316.825 (088.8) Дата опубликова1шя описания 25Х111.1970

ABT0Pk>I изооретсиия

I I IIOCTP H I IlkÛ

Гарди В. Труландер и Рай В. Харруфф (Соединенные Штаты Америки) Иностранная фирма

«Йелло Спрингс Инструмент Ко. Инк.» (Соединенные Штаты Америки) 3аявител ь

ТЕРМИСТОРНОЕ ТЕРМОЧУВСТВИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к области тепловых измерений.

Известные термисторные измт рители температуры обладают линейной характеристикой в узком диапазоне температуры.

В предлагаемом устройстве с целью получения линейной характеристики в широком диапазоне температур первый термистор с линейной зоной характеристики íà верхнем участке температурного диапазона подключен параллельно ряду цепочек, соединенных параллельно и состоящих из термистора с линейной зоной характеристики на соответственно более низких участках температурного диапазона, частично перекрываюгцей линейную зону характеристики предыдущего термистора и последовательно соединенного с термистором резистора, а вся указанная термочувствительная цепь соединена параллельно с источником энергии, имеющим сопротивление, равное эквивалентному сопротивлению всей термочувствительной цепи.

Настоящее изобретение основывается частично на том факте, что, шунтируя термистор электрическим сопротивлением определенной величины, можно уменьшить чувствительность термистора только на 30%, что считается допустимым; при этом сохраняется чувствительность, определяющая вышеназванные преимущества термисторов.

Настоящее изобретение имеет целью создание практически линейной характеристики термисторов и связанных с ними цепей для диапазона измерений температуры, например

1 †1 С; при температуре 20 С допуск (отклонение) чувствительности равен допуску обычных термисторных термочувствительиых устройств. С помощью предлагаемого изобретения можно получить чувствительность и ли10 нейиую характеристику с отклонением 0,2>,:Д1 в диапазоне до 100 С и, следовательно, с отклонением О,1",.;, в ди,.ïàçîíå до 50 С.

Чувствительность и быстрота измере1шя усовершенствованной термисториой термочув15 ствитсльиой цепи присуши -ермисторам, но диапазон ее измерения превосходит дианазои измерения обычных одиночных термисторов.

Предлагаемое устройство можer быть использовано для правильного измерения пере20 падов температуры, причем обе сравниваемые температуры могут изменяться — удаляться или сближаться между собой с одинаковой скоростью — или изменяться ь противоположных направлениях с различной скоростью.

25 Устройство может быть выполнено в виде отдельного пробника, включающего два пли более термистора, которые могут быть подвержены действшо одной и той же окружающей температуры, ио каждый из которых

30 имеет свою собственную характеристику «тем271428 пература †сопротивлен», причем этп характеристики имеют определенный вид и соответствуют определенному. диапазону температур, на котором требуются точные показания.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Оно содержит термистор Т1, параллельно которому включен ряд цепочек, содер>кащих сопротивление Р. постоянной величины и термистор T . .Термистор Т1 выбран так, что он имеет линейную зону харилсристпкп па первом (высшем) диапазоне температур. например от бО до 100 С. Термистор Т= имеет линейную зону характеристики на более низком диапазоне температур, перекрывающем высший диапазон термистора Т, например, диапазон линейности термистора Т 30 — 70"С.

Сопротивление R> включено последователь»о термистору Т>, поэтому ток через сочетание

«R» — Т», шунтирующее термистор Ть оказывает влияние на выходное напряжение цепи.

Иными словами, выходная разпос1ь потенциалов Е зависит от суммар ого тока через

Т, и через последовательную цепь, включающую R и Т>.

Третий термистор Т;, и третье сопротивление

R: постоянной величины соединены последовательно в цепь, которая включена параллельно термистору Т1 и образует другую шунтирующую цепь. Термистор Т дает линейное изменение сопротивления на еще более низком диапазоне температур, например от 0 до 40 С. Вся цепь может быть продол>кена дальше путем добавления аналогичных шунтирующпх ветвей, каждая из которых включает дополшпельпую последовательную цепь с постоянным coIIpoтивлением и термистором.

Устройство содержит источник энерпш $ и постоянное сопротивление R>. К прибору М приложено выходное напряжение Ео, а эквивалентное сопротивление всех ветвей, входящих в термочувствительную цепь, обозначено через Я .

Использование источника постоянного напряжения иногда предпочтительнее источника постоянного тока. Например, для получения постоянного тока можно применять источники сравнительно высокого потенциала; этого же можно добиться с помощью сервосистем, регулирующих выходной ток, Однако в обоих случаях оборудование может оказаться сложным и громоздким.

При использовании источника постоянного напряжения, например никель-кадмиевой батареи, в сочетании с сопротивлением R>, имеющим постоянную величину, зависящую от величины R», ïoëó÷àåòñÿ простой источник энергии. Такую величину возбуждающего напряжения от источника в качестве используемого сигнала бывает необходимо использовать, например, в телеметрических системах.

Кроме того, для получения максимальной четкости связи или информации ог источника измерений выходное напряжение Е должно иметь линейную характеристику с изменением измеряемого параметра па всем диапазоне возможного его изменения.

Эквивалентное сопротивление Й, определяется путем сложения проводимостей различных шунтовых цепей: т. е. Кг+Т и

Р;,+Т, и Ть Если источник энергии представляет собой источник постоянного тока, ввиду постоянства тока его можно исключить пз

10 вычислений; применяя закон О»а, получаем, что выходное напряжение Е„прямо пропорционально эквивалентному сопротивлению R» включенному. параллельно Яь Аналогично, если источник энергии представляет собой ис15 точник постоянного напряжения, где R> образует половину цепи разделения напряжения вместе с Я„ и изолирует источник от выхода, выходное напря>кение Е будет заналогпчно пропорционально и зависимо от эквивалентно20 го сопротивления R

Сопротивление Р, должно быть равно общему сопротивлению цепи, состоящей из Т, T. n R-» и т. д., т. е. эквивалентному сопротпв25 лению R» при некоторой температуре, находящейся в пределах системы. Какой именно должна быть эта определенная температура, зависит от различных факторов, определяемых конкретной конструкцией данной цепи.

30 Вообще говоря, температура, при которой сопротивление R равно сопротивлению термочувствительной сети, смещена от средней точки диапазона измерения в направлении верхнего предела этого диапазона. Величина смещения температуры, при которой наступает это равенство, зависит дополнительно от различия характеристик «температура-сопротивление» у термисторов Т и Т>, входящих в данную цепь.

Термисторы Т и Т. и т. д. располо>кены близко друг к другу так, чтобы одновременно реагировать на одну и ту же величину измеряемой температуры.

Предмет изобретения

Термпсторное термочувсгвительное устройство, содержащее термисторы, находящиеся под одинаковым температурным воздействием, расположенные на общеи плите и включенные в цепь источника питания, резисторы и инди. катор, отличсиощиееся тем, что, с целью по-

55. лучения линейной характеристики в широком диапазоне температур, в нем первый термпстор с линейной зоной характеристики на верхнем участке температурпого диапазона подключен параллельно ряду цепочек, сое50 диненпых параллельно и состоящих из термпстора с линейной зоной характеристики на соответственно более низки.; участках температурного диапазона, частично перекрывающей линейную зону харакгеристики преды65 дущего термистора и последовательно соеди271428

$Составител И. И. Дубсон

Рсдвктор М. В. Афанасьева Техред 3. H. Тараненко Корректор T. П. Лаврухина

Заказ 2211 18 Тираж 480 Подписное

БНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раушскаи наб., д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2 пенного с термистором резистора, а вся указанная термочувствительная цепь соединена параллельно с источником энергии, имеющим сопротивление, равное эквивалентному сопротивлению всей термоч вств1пельной цени.