Устройство для измерения температуры

Устройство для измерения температуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЮЛЬСТВУ

- ффеэ Северки»

Сецмбюктичааии»

Рквуелик (е! )Дополнительное к азт. сеид-ву (22)Заявлено 08.01.7е (21) 2710270/18-10 {З )М Кд. с присоединением заявки Н9

G 01. К 7/24

Гесудврствеянмй кеимтет

СССР ае ямам язобветенв1 я открытий (23) Г3риоритет(53) УДК 536. 53 (088. 8) Опубликовано 28,02,81. Ьюллетень Н9 8

Дата опубликования описания 2 8. 02 . 81

P2) Ааторн изобретения

М. Л. Крецер и И. Б. Фогельсон

Агрофизнческил научно-исследовательский; инстмтут

Всесоюзной ордена Ленина Академии сельскохозяйственных наук нм. В. И. Ленина

P1) Заявитель

154) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к технике измерения температуры и Может быть использовано для измерения и регулирования температуры всевозможных объектов термодатчиками на основе прямосмвщенного р-л перехода.

Известно устройство для измерения температуры,:;в основу которого положена мостовая:схема с включенным в одно из плеч ее полупроводниковым тврмодатчиком - диодом или транзистором (1).

Однако это устройство во многих случаях не обеспечивает необходимой точности измерения иэ-эа нестабильности источника питания.

Известно устройство для измерения температуры, в котором для увеличения точности измерения используется ручной корректор напряжения питания, что требует установки вго на номинальную величину перед каждым измерением (23 °

Из известных устройств наиболее: близким по технической сущности является устройство для измерения температуры, содеркащев мостовую схему, в одно иэ плеч которой включен транзисторный термодатчик, подключенную к источнику питания через

2 параметрический стабилизатор, включающий в себя резистор и стабйлитрон, измеритель, включенный в диагональ мостовой схемы f31.

Недостатком устройтсва является низкая точность измерения. Измене ние напряжения питания, .разряд батарей при использовании их в качестве

19 источника питания ведет к возникновению погрешности в измерении тем" пературы.

Цель изобретения - повмаение точности измерения температуры. поставленная цель достигается твм, что в устройство введены два резистора, один иэ которых включен между выходом источник& питания. и точкой соединения термодатчика с измерите-. лем, а другой включен .в цепь стаби ® лиэатора напряжения последоватедьно

cb стабилитроном, Иа чертеже изображена схема устройства. устройство для измерения темпе2Я ратуры содержит мостовую схему, образованную резисторами 1,2 и Э и термодатчиком 4. Нагрузкой диагонали моста является измеритель с внут рениим сопротивлением 5. Мостовая.

30 схема подключена к источнику 6 пита3 808876 4

$O

S5 ммя через стабилизатор напряженмя, .содержащий стабилитрон 7, резисторы

8 и 9. Источник питания соединен с термодатчиком через резистор 10.

Устройство работает следующим образом.

При стабильном напряжении питания .мостовая схема работает как обычный нвравновеоный мост с термочувствительным элементом в одном мэ плеч. Сопротивление смежного пле.ча - резистора 1 равно статическому сопротивлению термодатчкка при температуре равновесия. Ток через,термодатчик 4 складывается из токов, за даваемых резисторами 3 и 10, соответственно от стабилизатора напряжения и источника питания.

При отклонении напряжения питания от номинальной величины напряжение на выходе стабилизатора изменяется слабее входного, что, однако приводит к появлению приращений тока через резисторы 2 и 3 и приращений напряжения на.термодатчике и смежном плече Моста — резисторе 1. Из-за нелинейности термодатчкка его динамическое сопротивление r не равно ста- тическому R. Практически r с и 1 50 С для всех германиевых м прн « 200 С для всех кремниевых термодатчиков.

Вследствии этого, при отключенном от внешнего источника питания резисторе 10, приращение напряжения на резисторе 1 оказывается боЛьше, чем приращения напряжения на термодатчике, что приводит к появлению на нагрузке 5 диагонали сигнала- ошибки.

При подключении резистора 10 к источнику питания приращение тока через термодатчик становится большв,,чем через резистор 2, и при некоторой величине, резистора 10 создает приращение ка термодатчике, равное пркращению напряжения на резисторе 1.Сигнал ошибки в этом случае равен нулю.

При небольших изменениях напряжения питания стабилизированное напряжение, а также напряжение на термодатчике

«эменяются практически линейно. Поэтому при определенном соотношении резисторов 3 и 10 и небольших (порядка + 10%) изменениях напряжения питания напряжение в диагонали весьма слабо зависит от этих изменений, При отклонении напряжения питания от номинального -более 5-10% погрешность измерения температуры заметно увеличивается, что объяскяетея проявлением нелинейностей стабилизатора и термодатчика,. Наличме в стабилизаторе напряжения резистора 9, включенного последовательно со стабилитроном 7, позволяет получмть стабилизатор напряжения с

- нелинейной характеристикой, близкой

5 ic нелинейной характеристике термодатчика, что обеспечивает расширение области изменений мапряжения питакмя, в которой имеется малая погрешность измерения. . Устройство имеет погрешность из-. мерения менее 0,04 С в области колебаний напряжения питания от .-22% до +26%, причем в зоне z 20% погреш- . ность измерения не превьыает i 0,02оС.

Кроме диодов и транзисторов в. устройстве могут быть использованы и другме термодатчики, имеющие вольтамперную харктеристику, близкую по характеру к характеристике р-а перехода, смещенного в прямом направле20 нми.

Устройство для измерения температуры выгодно отличается от известного более высокой точностью измерения температуры. Погрешность мзмереЯ ния уменьшается в 5-10 раз и более.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры, содержащее мостовую схему,в одно нз плеч которой включен транзисторный термодатчик, подключенную к источнику питания через параметрический стабилизатор, включающий в себя резистор к стабмлмтрон, кзмерн» тель, включенный в диагональ мостовой схемы, о т л к ч а ю щ е о с я тем, что, с целью повышения точности измерения температуры, в него введены два резистора, один кэ которых включен между выходом источника пита« ния м точкой соединения термодат« чика с измерителем,,а другой включен в цепь стабилизатора напряжения Последовательно со стабнлктроном.

Источники инФормации, принятые so внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 154110, .кл. G 05. 0 23/19, 1962.

2. Каганов М. A. и др. Поверх« ностные электротермомвтры с транзисторными,тврмодатчккамк. Сборник трудов по агрономической физике.

Вып.25, Л, 1970, с. 157.

3. Крнвоносов А. И. Полупроводниковые датчики температуры. М., "Энергия" 1974 c° . 126 (прототип).

808876

Составитель В, Куликов Редактор П. Макаревич- УехредМ, Галинка Корректор И, ррмго к »»»»»»»»» ф@»» Ol »»»»»»»»» »«»» » »»»»»»»»»»»» »»»»»»

Эакаэ 399/44 . . Тмраи 918 Подписное

ВНИИПИ Роаударствеыиою комитета СССР по делам мэобретеимй « открытий

11ЭЫ5, Моакэа, И-35, Рауаокая иаб., д. 4/5

° Нф»» »»» ЗВ»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»Е»»»»»»»»»»»»ай»»»»»»» ее юю

Филмал ИЙП "Патеит"., г. Уигород Ул. Проектик, 4 йпй,патеит зак. 26?7- 65