Устройство для измерения температуры

Авторы патента:

G01K7/01 - с использованием полупроводниковых элементов с PN-переходом (G01K 7/02,G01K 7/16,G01K 7/30 имеют преимущество)

Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить разрешающую способность и точность измерения температуры. Генератор 1 однополярных импульсов напряжения формирует однополярные импульсы напряжения со строго заданным отношением амплитуд и скважностью, равной двум. Эти импульсы преобразуются в ток с помощью источника тока, управляемого напряжением, реализованного на операционном усилителе (ОУ) 2 и резисторах 4 ... 7. Ток от источника тока поступает в коллекторную цепь транзисторного термодатчика (ТТ) 3. На выходе ОУ 2 формируются однополярные импульсы напряжения, амплитуда которых пропорциональна температуре кристалла ТТ 3. 1 ил.

СОЮЗ COBE ТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 К 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4657637/10 (22) 20.01.89 (46) 30.08.91. Бюл. ¹ 32 (75) А.Л. Белоусов (53) 536.53 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1352242, кл. G 01 К 7/00, 1987.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1599674, кл. G 01 К 7/00, 1988, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить разрешающую способность и точность измерения температу Ы 1673871 А1 ры. Генератор 1 однополярных импульсов напряжения формирует однополярные импульсы напряжения со строго заданным отношением амплитуд и скважностью. равной двум. Эти импульсы преобразуются в ток с помощью источника тока, управляемого напряжением, реализованного на операционном усилителе (ОУ) 2 и резисторах 4 вЂ” 7. Ток от источника тока поступает в коллекторную цепь транзисторного термодатчика (TT) 3.

На выходе ОУ 2 формируются однополярные импульсы напряжения, амплитуда которых пропорциональна температуре кристалла ТТ 3. 1 ил.

1673871

Изобретение относится к информациОнно-измерительной технике и может найти применение, в частности, в устройствах для контроля и регулирования температуры производственных процессов с медицингких термометрах.

Цель изобретения вЂ” повышение разрешающей способности и точности измерения температуры.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для измерения температуры.

Устройство содержит генератор 1 однополярных импульсов напряжения, первый операционный усилитель (ОУ) 2, транзисторный термодатчик 3, резисторы 4 вЂ” 7, разделительный конденсатор 8, резисторы

9-11, второй операционный усилитель 12, диоды 13 и 14, конденсаторы 15 и 16.

Генератор однополярных импульсов напряжения (выделен пунктиром) содержит логические элементы 17 и 18 И вЂ” НЕ, D-триггер 19, операционный усилитель 20, частотозада ощие резисторы 21 и конденсатор

22. токозадающие резисторы 23 и 24, коммутирующие диоды 25 вЂ” 29, резистор 30 обратнОй сВЯзи, источник 31 Опорного н ап ряжения.

Устройство работает следующим образом, Генератор 1 формирует однополярное импульсы напря>кения со строго заданным отношением амплитуд (например, 1:10) и скеажностью, равной двум. Эти импульсы преобразуются в ток посредством источника тока, управляемого напряжением, реализованного на ОУ 2 и резисторах 4 вЂ” 7 и поступают в коллекторную цепь транзисторного термодатчика (ТТ) 3. Для получения Высокого динамического выходного сопротивления источника тока должно KBK можно более точно выполняться равенство отношениЙ сопротивлений резисторов

R4/R5 и RG/R7. На выходе OY 2 формируются однополярные импульсы напряжения, размах которых пропорционален разности напря>кений на коллекторе ТТ3 при двух значениях тока; коэффициент пропорциональности К = (1 + R5/R4). Разность этих значений линейно зависит от температуры кристалла ТТЗ.

Таким образом, каскад íà OY 2 позволяет сформировать и предварительно усилить напряжение, Выделяемое на ТТЗ при двух заданных значениях коллекторного тока, что облегчает дальнейшую обработку сигнала, ЭДС смещения ОУ 2 совершенно не

Влияет на точность работы устройства, поскольку постоянное напряжение сдвига, порождаемое им, фильтруется посредством разделительного конденсатора 12.

Переменная составляющая напряжения выделяется посредством конденсатора

8 и детектора средневыпрямленных значений, выполненного на элементах 9 вЂ” 16.

Для выделения этой разности напряжений введен разделительный конденсатор 9, выделяющий переменную составляющую выходного напряжения ОУ 2. Амплитуда этой переменной составляющей равна разности напряжений на переходе база-эмиттер ТТ3 при заданных значениях коллекторных токов и, следовательно, также линейно зависит от температуры кристалла

ТТ3.

OY 3 совместно с резисторами 6-8, конденсаторами 10, 11 и диодами 12, 13 осуществляет усиление этой переменной составляющей, ее выпрямление и фильтрацию, С катода диода 13 снимается сигнал постоянного напряжения положительной полярности, а с анода диода 14 вЂ” сигнал отрицательной полярности, Постоянная времени R10C15 и R11C16 выбирается существенно больше периода автоколебаний генератора 1.

Технико-экономическая эффективность изобретения обусловлена повышением точности измерения температуры и возможностью получения выходных сигналов обеих полярностей.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры, содержащее генератор однополярных импульсов напряжения, подключенный через первый резистор к коллектору транзисторного термодатчика, последовательно соединенные первый операционный усилитель, разделительный конденсатор, второй резистор и второй Операционный усилитель, выходом подключенный через последовательно соединенные первый диод и третий резистор к своему входу, подключенному также через последовательно соединенные четвертый резистор и второй диод к выходу второго операционного усилителя, подключенного прямым входом к общей шине устройства, первый и второй конденсаторы, подключенные параллельно соответственно третьему и четвертому резисторам, о тл и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности и точности измерений температуры, в него введены последовательно соединенные пятый, шестой и седьмой резисторы, эмиттер транзисторного термодатчика соединен с общей шиной устройства, а база

1673871

Составитель В.Ярыч

Техред М.Моргентал

Корректор M,Màêñèìèøèíåö

Редактор А,Долинич

Заказ 2910 Тираж 374 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 подключена к коллектору и к точке соедине- ключен между шестым и седьмым резистония первого и пятого резисторов, подклю- рами, а выход вЂ” между пятым и шестым ченной к входу первого операционного резисторами, второй вывод седьмого резиусилителя, инверсный вход которого под- стора соединен с общей шиной устройства.

Изобретение относится к технике температурных измерений и позволяет повысить быстродействие устройства путем уменьшении времени, затрачиваемого на формировании результата измерения

Полупроводниковый измеритель температуры // 1606876

Изобретение относится к технике измерения температур, а именно к полупроводниковым измерителям температуры для измерения температуры в диапазоне от 200 до 425 К

Устройство для измерения температуры // 1599674

Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить точность измерения температуры

Электронный термодатчик // 1597596

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет измерять с высокой точностью как абсолютное значение температуры в точке, так и разность температур в двух точках

Устройство для измерения температуры // 1578509

Изобретение относится к технике измерения низких температур и позволяет повысить точность измерения

Оптоэлектронное термореле // 1575305

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах измерения и регулирования температуры в системах тепловой автоматики

Преобразователь температуры в постоянное напряжение // 1571423

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить надежность преобразователя за счет его упрощения

Устройство для измерения температуры // 1557458

Датчик температуры медико-биологических объектов // 1545100

Изобретение относится к контактной термометрии, может быть использовано преимущественно в медицине и позволяет снизить инерционность датчика и повысить его надежность

Многоканальное устройство для измерения температуры // 1543250

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить эффективность многоканальных систем измерения температуры с матричным включением датчиков за счет увеличения информативной емкости матрицы

Источник электрического сигнала, пропорционального абсолютной температуре // 2115099

Изобретение относится к электронной технике и может использоваться в микроэлектронных датчиках температуры и источниках опорного напряжения

Полупроводниковый датчик температуры // 2122713

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано как датчик температуры в различных устройствах автоматического управления технологическими процессами

Датчик температуры на транзисторах с токовым выходом // 2209407

Изобретение относится к области измерительной и преобразовательной техники, в частности к измерению и преобразованию температуры в электрический сигнал - величину электрического тока

Телеметрическое устройство для измерения температуры // 2411469

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для измерения температуры и учета расхода тепла в помещении

Способ измерения температуры и устройство для его осуществления // 2089863

Преобразователь температуры // 2097713

Устройство для измерения температуры // 1700391

Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить точность измерения температуры при использовании в качестве термочувствительного элемента МДП-транзистора

Устройство для измерения температуры // 1712796

Цифровой измеритель температуры // 2622484

Изобретение относится к области термометрии, где в качестве преобразователя используется полупроводниковый диод. Цифровой измеритель температуры содержит источник 1 тока, соединенный своим выходом с термопреобразователем 2 и первым входом схемы вычитания 3, выход которой через последовательно соединенные усилитель 4, генератор управляемой частоты 5 (ГУЧ) и преобразователь частоты в напряжение 6 (ПЧН) соединен со вторым входом схемы вычитания 3. При этом выход ГУЧ 5 связан с первым входом частотно-импульсного вычитающего устройства 7, второй вход которого подключен через последовательно соединенный управляемый делитель частоты 8 к генератору опорной частоты 9, а выход вычитающего устройства соединен с выходом устройства. Предлагаемая следящая система частотно-импульсного типа автоматической компенсации напряжения с выхода термопреобразователя характеризуется высокой точностью работы и линейной зависимостью сигнала от преобразуемой температуры. Технический результат - повышение точности работы устройства путем введения отрицательной обратной связи и представления информации в частотно-импульсной форме. 1 ил.