Измерительный преобразователь температуры с частотным выходом

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения повышение чувствительности преобразователя . При изменении сопротивления резистивного термочувствительного элемента 3 будут меняться ток заряда конденсатора 1, время заряда и сопротивление участка управляющий электрод - анод тиристора, являющегося плечом делителя напряжения, приложенного к тиристору 2, что приводит к изменению частоты следования импульсов на выходе преобразователя. Изменения частот следования импульсов за счет изменения сопротивления термочувствительных элементов 3 и 4 будут суммироваться, что приведет к увеличению результирующей чувствительности преобразователя. 1 ил. (Л со jO ю ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (50 4 С 01 К 7/00 i ° <,r

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ!

Г !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3888527/24-10 (22) 25.04.85 (46) 07.10.87. S . e 37 (71) Воронежский политехнический институт (72) А.И.Дрожжин, А.П.Ермаков и й.К.Седых (53) 536.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 972258, кл. G 01 К 7/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

723395, кл. G 01 К 7/14, 1976. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ТЕМПЕРАТУРЫ С ЧАСТОТНЫМ ВЫХОДОМ (57) Изобретение относится к измерительной технике ° Цель иэобретения— U ИаЫИ повышение чувствительности преобразователя. При изменении сопротивления резистивного термочувствительного элемента 3 будут меняться ток заряда конденсатора 1, время заряда и сопротивление участка управляющий электрод — анод тиристора, являющегося плечом делителя напряжения, приложенного к тиристору 2, что приводит к изменению частоты следования импульсов на выходе преобразователя.

Изменения частот следования импульсов за счет изменения сопротивления термочувствительных элементов 3 и 4 будут суммироваться, что приведет к увеличению результирующей чувствительности преобразователя. 1 ил.

1343254 (10

55 теля к температуре.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для измерения стационарной и пульсирующей (быстроменяющейся) температуры.

Целью изобретения является повышение чувствительности преобраэователя.

На чертеже приведена электрическая схема преобразователя.

Преобразователь содержит конденсатор 1, тиристор 2 и два резистивных термочувствительных элемента 3 и 4 с одинаковым по знаку ТКС, сопротивление 5 нагрузки и источник 6 питания. Реэистивные термочувствительные элементы 3 и 4 могут быть выполнены на одном терморезисторе. Для этого в средней части терморезистора изготавливается дополнительный токовывод.

В качестве терморезистора может использоваться любой промышленный терморезистор. Могут быть применены и нитевидные кристаллы (НК) полупроводника, например кремния р-типа проводимости с ориентацией оси роста (111), что позволит регистрировать температуру в диапазоне 77-1100 К.НК вырастают с выгодными формами и геометрическими размерами, например (0,05хО, 05x5,0) 10 м, поэтому их беэ дополнительной обработки можно использовать для изготовления термочувствительных элементов. Последние ввиду высокого совершенства кристаллической структуры НК имеют высокую стабильность характеристик.

Для включения НК в электрическую схему преобразователя к нему изготавливаются три омических точечных контакта и токовые выводы, например платиновые.

НК могут быть использованы в свободном состоянии и наклеенными на подложку (не показано). В последнем случае достигается как улучшение механической прочности термочувствительных элементов, так и улучшение их метрологических характеристик. Материал подложки целесообразно выбирать с возможно большим температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР) по сравнению с ТКЛР полупроводника. Тогда тензорезистивный эффект не ухудшает, а улучшает чувствительность частотного преобразоваЛля обеспечения наибольшей чувствительности.и высокой временной стабильности сопротивление резистивного термочувствительного элемента 4 (резистора или части резистора) должно в 1,05 — 10 раз превышать сопротивление резистивного термочувствительного элемента 3 (другого резистора или другой части одного резистора).

Тиристор 2, являясь активным элементом устройства, должен иметь высокое быстродействие, малые габариты и вес, а также невысокую стоимость (например, тиристор КУ101Е).

Преобразователь работает следующим образом.

В исходном состоянии конденсатор заряжается через сопротивление 5 нагрузки и резистивный термочувствительный элемент 3. Тиристор в это время заперт. Когда напряжение на тиристоре достигнет значения, соответствующего напряжению переключения, тиристор открывается и конденсатор разряжается через него. Так как напряжение переключения тиристора эависит от величины напряжения на управляющем электроде, изменение последнего влечет за собой изменение момента открывания и закрывания тиристора.Термочувствительный элемент 4 и участок управляющий электрод — катод тиристора являются плечами делителя напряжения, приложенного к тиристору. Изменение сопротивлений плеч делителя приводит к перераспределению падений напряжения на них. Таким образом, частота следования импульсов зависит от величины сопротивления резистивного термочувствительного элемента 4 и, следовательно, является функцией температуры. При изменении сопротивления резистивного термочувствительного элемента 3 меняются ток заряда конденсатора, время его заряда и сопротивление участка управляющий электрод — анод тиристора, являющегося плечом делителя напряжения, приложенного к тиристору. Это приводит к дополнительному изменению частоты следования импульсов на выходе преобразователа. Изменения частот следования импульсов преобразователя за счет изменения сопротивлений элементов 3

4 суммируются, что приводит к увеличению результирующей чувствительности преобразователя, которая составляет - 66 Гц Ом

1343254 4 чающий с я тем, что, с целью повышения чувствительности, в него введен дополнительньгй резистивный термочувствительный элемент, при этом оба термочувствительных элемента включены последовательно между управляющим электродом тиристора и его анодом, а общая точка термочувствительных элементов соединена через сопротивление нагрузки с положительной шиной источника питания.

Формула изобретения

Измерительный преобразователь температуры с частотным выходом, содержащий тиристор, конденсатор, включенный параллельно тиристору между

его катодом и анодом, источник питания, отрицательная шина которого соединена с катодом тиристора, сопротивление нагрузки и резистивный термо- 10 чувствительный элемент, о т л и—

Составитель В.Голубев

Редактор О.Юрковецкая Техред М.Ходанич Корректор А.Зимокосов

Заказ 4635/4 1 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4