Устройство для измерения температуры

Устройство для измерения температуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалист нчвскни

Республик о»830148

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 020779 (21) 2787093/18-10 (51)М. Кл З с присоединением заявки ¹

6 01 К 7/16

Государственный комитет

СССР

flo делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150 81.Бюллетень ЙЯ 18 (53) УДК 536.53 (088.8) Дата опубликования описания 150581 (72) Авторы изобретения

Н.A. Абдулханов, Б.М. Степанцев и Н.й ;Катфрцсин " . !

";, .;.. / " - °, Опытное производственно-техническое предйр щтйе-.;

"Энерготехпром"

/ (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к температурным измерениям, а именно к устройствам для измерения температуры, содержащим полупроводниковый датчик температуры.

Известно устройство для измерения температуры, содержащее термопреобразователь, выполненный в виде согласованной диодной пары, с которой снимается сигнал, пропорциональный температуре. В этом устройстве при определенном соотношении токов компенсируется нелинейная компонента в выходном сигнале, обусловленная отклонением закона изменения диффузионной составляющей прямого тока ат экспоненциального, вызванного температурными изменениями обратного тока насыщения.

Однако это устройство не обеспечивает .высокой точности измерения вследствие неполной компенсации нелинейной компоненты выходного сигнала, низкой помехоустойчивости.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения температуры, содержащее полупроводниковый датчик температуры, генератор постоянного тока, источник опорного напряжения, дифференциальный усилитель. В этом устройстве в качестве датчика температуры используется транзистор (2).

При определенной величине тока в этом устройстве минимизируется влияние температурных изменений обратного тока насыщения на нелинейность выходного сигнала, но недостаточно, .в связи с чем применена схема линеаризации выходного сигнала. Кроме того>это усг1з ройство не обеспечивает высокой .точности измерения вследствие значителььо выраженной нелинейности выходного сигнала термодатчика, обусловленной температурной зави2О симостью обратного тока наськцения и температурной нестабильностью опорного тока через р — п-переход, низкой помехоустойчивости, низкой температурной стабильности.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены блок вычитания и делитель напря30 жения, входы которого соединены с

830148 выходом дифференциального усилителя и источником опорного напряжения, а выходы соответственно со входами блока вычитания, причем датчик температуры выполнен в виде согласованной транзисторной пары, базы и коллекторы которых соединены с земляной шиной устройства, а эмиттеры соединены с выходами генератора тока и с входами дифференциального усилителя., На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство для измерения температуры содержит генератор 1 постоянного тока, полупроводниковый датчик 2 ". åìïåðàòóðû,,выполненный в виде согласованной пары транзисторов, дифференциальный усилитель 3, делитель 4 напряжения, блок 5 вычитания, источник б. опорного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Выходной сигнал датчика температуры определяется выражением

"вьх = где J, J g — соответственно токи через эмиттерные переходы транзисторов, Т вЂ” температура;

К вЂ” постоянный коэффициент

Требуемые значения токов обеспечиваются генератором 1 постоянного тока, имеющиг раздельные выходы. Сигналы с транзисторов поступают на вход дифференциального усилителя 3„ с выхода которого пос. тупают на вход делителя 4 напряжения, в котором происходит уменьшение величины сигнала до уровня опорного напряжения, величина которого может меняться в широких пределах. Сигнал с выхода источни- . ка опорного напряжения подается на второй вход делителя. С выхода делителя сигналы, пропорциональные измеряемой температуре и величине опорного напряжения, подаются на вход блока вычитания.

Блок вычитания обеспечивает получение нулевого сигнала на выхоле устройства при заданной начальной температуре.

В данном устройстве при определенном соотношении токов полностью исключаются нелинейные компоненту выходного напряжения, обусловленные температурными изменениями обратного тока насыщения и температурными изменениями токов утечки, что достигается при минимальном значении обратных токов насыщения, характерных для согласованных эмиттерных переходов кремниевых транзисторов при оптимальной чувствительности, обусловленной большими и стабильными значениями диффузионных составляющих. Устройство для измерения температуры

15 имеет высокую линейность выходного сигнала, определяющую высокую точность измерения температуры, высокую помехоустойчивость и температурную стабильность, высокую чувствительность.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры, содержащее полупроводниковый

25 датчик температуры, генератор постоянного тока, источник опорного напряжения, дифференциальный усилитель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности изглерения емпературы, в

gQ него введены блок вычитания и делитель напряжения, входы которого соединены с выходом дифференциального усилителя и источником опорного напряжения, а выходы, соответственно, со входами блока вычитания, причем датчик температуры выполнен в виде согласованной транзисторной пары, базы и коллекторы которых соединены с земляной шиной устройства, а эмиттеры соединены с выходами генератора тока и входами дифференциального усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Термометр с линейной характеристикой на.двойном диоде. Экспрессинформация "Контрольно-измерительная техника", 1978, - 1, реф. 5.

2. Лианеризация характеристик кремниевого перехода применитель50 но к измерениям температуры. Экспресс-информация "Контрольно-из— мерительная техника", 1978, Р 5, реф. 31 (прототип) ВНИИПИ Заказ 3787/85 Тираж 907 Подписное

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