Электронный термодатчик

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет измерять с высокой точностью как абсолютное значение температуры в точке, так и разность температур в двух точках. Термодатчик состоит из двух термочувствительных транзисторов 1 и 2 одноименной структуры, двух нагрузочных резисторов 3 и 4, включенных в коллекторные цепи транзисторов 1 и 2, и двух переменных резисторов 5 и 6, предназначенных для калибровки температурных характеристик транзисторов 1 и 2 по двум параметрам: коллекторному напряжению и току базы. Наличие двух регулировок, осуществляемых с помощью резисторов 5 и 6, позволяет калибровать термодатчик при двух значениях температуры транзисторов 1 и 2, совмещая их температурные характеристики в двух точках. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1597596 А1 (si>s G 01 К 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4365715/24-10 (22) 21,01.88 (46) 07.10.90, Бюл. ¹ 37 (71) Государственный всесоюзный научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка (72) А.А. Соломашкин и П.М. Черейский (53) 536,5 (088.8) (56) Заявка Японии № 57 — 17448, кл. G01 К 7/00,,опублик. 1982.

Патент Франции № 2132922-, кл, G 01 К 3/00, опублик. 1972. (54) ЭЛЕКТРОННЫЙ ТЕРМОДАТЧИК (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет измерять с высокой точностью как абсолютное значение температуры в точке, так и разность температур в двух точках. Термодатчик состоит из двух термочувствительныхтранзисторов 1 и 2 одноименной структуры, двух нагрузочных резисторов 3 и 4, включенных в коллекторные цепи транзисторов 1 и 2, и двух переменных . резисторов 5 и 6, предназначенных для калибровки температурных характеристик транзисторов 1 и 2 по двум параметрам: коллекторному напряжению и току базы.

Наличие двух регул ировок, осуществляемых с помощью резисторов 5 и 6, позволяет калибровать термодатчик при двух значениях температуры транзисторов 1 и 2, совмещая их температурные характеристики в двух точках. 1 ил.

1597596

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах измерения температуры или разности температур объектов различного назначения. 5

Цель изобретения — повышение точности измерений, На чертеже приведена электрическая схема предложенного термодатчика.

Термодатчик содержит два термочувст- 10 вительных транзистора 1 и 2 одного типа проводимости, два нагрузочных постоянных резистора 3 и 4, включенные в коллекторные цепи транзисторов 1 и 2, два регулировочных переменных резистора 5 и 15

6 и источник 7 питания.

Базы транзисторов 1 и 2 соединены между собой и подключены к среднему (подвижному) выводу переменного резистора

6, два крайних (неподвижных) вывода кото- 20 рого соединены с коллекторами транзисторов 1 и 2. Выводы источника 7 питания соединены с объединенными эмиттерами транзисторов 1 и 2 и средним (подви>кным) выводом переменного резистора 5 соответ- 25 ственно. Крайние (неподвижные) выводы переменного резистора 5 соединены с соответствующими выводами постоянных резисторов 3 и 4.

Для получения максимальной чувстви- 30 тельности термодатчика сопротивления резисторов 3 — 5 выбирают примерно равными внутреннему сопротивлению транзисторов

1 и 2 (10 — 50 кОм). Сопротивление переменного резистора 6 выбирается значительно 35 большим указанной величины и примерно равным сопротивлению перехода база— коллектор транзисторов (1 — 10 МОм).

Термодатчик работает и используется следующим образом, 40

Принцип работы термодатчика основан на известной температурной зависимости коллекторного тока и напряжения эмиттербазового перехода транзисторов.

Термодатчик может быть использован в 45 двух режимах, а именно в режиме измерения температуры и в режиме измерения разности температур.

В первом режиме для измерения температуры оба термочувствительных транзи- 50 стора 1 и 2, которые в этом случае могут быть выполнены на одном кристалле полупроводника, размещают в контролируемой точке, а значение измеряемой температуры определяют по величине напряжения на 55 участке эмиттер-база транзисторов, изменяющегося пропорционально абсолютной температуре с чувствительностью 2 мВ/ С (" Выход 1") или по разности коллекторных напряжений, которая увеличивается по экспоненте с ростом температуры (" Выход 2").

Указанные напряжения могут быть.измерены непосредственно с помощью цифрового вольтметра (не показан).

При измерении разности температур оба термочувствительных транзистора 1 и 2 размещают в контролируемых точках, а разность температур определяют по разности коллекторных напряжений транзисторов 1 и

2, которая также зкспоненциально зависит от разности температур транзисторов. При малой разности температур (около 10 С) выходной сигHBJl термодатчика на втором выходе изменяется примерно линейно с достаточно высокой чувствител ьностью около 200 мВ/ С и не зависит от температуры в широком диапазоне температур от -60 до

+60 С. Номинальные сопротивления резисторов 3 и 4 в режиме измерения разности температур выбираются примерно равными.

Для измерения абсолютной температуры в одной точке можно использовать и один термочувствительный транзистор термодатчика. При этом один термочувствительный транзистор устанавливается в контролируемой точке, а температуру другого поддерживают постоянной на заданном уровне, например, в термостате, Зная температуру термостата и измерив разность температур транзисторов по показаниям термодатчика, можно определить значение температуры в контролируемой точке.

Необходимая калибровка термодатчика осуществляется в двух точках рабочего диапазона,например при 0 и 100 С, двумя независимыми регулировками с помощью переменных резисторов 5 и 6. При этом изменением положения среднего вывода переменного резистора 5 регулируются напряжения на коллекторах транзисторов 1 и 2, а изменением положения среднего вывода переменного резистора 6 — базовые токи транзисторов 1 и 2; Наличие двух независимых регулировок в термодатчике позволяет унифицировать температурные характеристики транзисторов путем их совмещения в калибровочных точках, т,е, улучшить взаимозаменяемость термочувствител ьных транзисторов и в конечном итоге повысить точность измерений, Формула изобретения

Электронный термодатчик, содержащий два термочувствительных транзистора одноименной структуры, коллекторы которых соединены с первыми выводами постоянных резисторов, переменный резистор и источник питания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измере1597596

Составитель В.Голубев

Редактор А.Козориз Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Н.Ревская

Заказ 3042 Тираж 508 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ний, в. него введен дополнительный переменный резистор, крайние выводы которого соединены с вторыми выводами постоянных резисторов, а его средний вывод соединен с одним выводом источника питания, 5 другой вывод которого соединен непосредственно с эмиттерами термочувствительных транзисторов, базы которых соединены со средним выводом первого переменного резистора, крайние выводы которого соединены с коллекторами термочувствительных транзисторов.