Дифференциальный термодатчик

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться для измерения разностей температур, например малых разностей температур в двух точках поверхности, с высокой чувствительностью. Дифференциальный термодатчик состоит из источника питания 4, двух постоянных 5 и одного переменного балансировочного 2 резисторов, двух термочувствительных транзисторов 1. Новым является то, что оба транзистора 1 своими базами соединены с переменным балансировочным резистором 2, средний вывод которого соединен с ограничительным резистором 3, который вместе с коллекторами транзисторов 1 соединен с одним выводом источника питания 4, а другой его вывод соединен с эмиттерными резисторами 5, другие выводы которых соединены с диагональю моста – выходом 6 всего дифференциального термодатчика. Технический результат – повышение функциональных возможностей устройства. 1 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться для измерения разностей температур, например, малых разностей температур в двух точках контролируемой поверхности, с высокой чувствительностью.

Большая чувствительность термометров достигается путём использования транзисторов, обратный ток которых зависит от температуры корпуса транзистора. Такой термочувствительный транзистор можно использовать в качестве термодатчика.

По разности температур транзисторов, термодатчик позволяет диагностировать, например, подшипники качения, установленные близко к поверхности работающей машины, работу запорных элементов гидропривода, например, регуляторов-распределителей, типа РР-75, КПД шестеренных гидронасосов, измеряя разность температур между его входом и выходом, качество приработки элементов кривошипно-шатунного механизма, через характеристики неровностей в зоне трения трущейся пары «вкладыш – шейка вала» ДВС при обкатке, засоренность радиатора, фильтров смазочной и топливной аппаратуры, по разности температур между их входами и выходами, форсунки и систему выхлопа, а также раковые опухоли, т.к. они живут и развиваются при фиксированной температуре, порядка 42…43,5ºС. (П. Франции № 2132922, МПК G 01 K 3/00, 1972 г.)

Известно, что для получения разности температур, часто используют мостовую схему измерения, которая состоит из двух термочувствительных транзисторов и двух резисторами, а результат измерения контролируют в диагонали моста. Примером такой схемы является электронный термодатчик, описанный в авторском свидетельстве № 1597596, МПК G 01 K 7/01, 1988 г. (прототип).

Мост состоит из двух постоянных и одного переменного резистора, двух термочувствительных транзисторов. Электронный термодатчик имеет два выхода, один – в диагонали моста, другой – между эмиттерами и землей. Разность температур измеряется на втором выходе, т.е. в диагонали моста.

Особенность этой мостовой схемы состоит в том, что два транзистора включены по схеме с общим эмиттером (эмиттеры транзисторовна рисунке изображены как выводы со стрелкой вниз), т.е. соединены вместе между собой, а коллекторы (выводы, соединенные одновременно и с переменным резистором и резисторами и с «Выходом 2») разъединены, т.е. не соединены между собой. В качестве термочувствительных элементов используются эти два транзистора. Их разность температур (температура их корпусов) является искомой информацией и измеряется в диагонали моста.

Известная схема удобна, когда в качестве корпуса транзистора выступает эмиттер (корпусом этого транзистора является эмиттер). Но не всегда корпусом транзистора является эмиттер. Есть транзисторы, в качестве корпуса которых выступает коллектор. Тогда, такая схема не работает, т.к. общие коллекторы нарушают работу этой схемы, вызывая в ней короткое замыкание между элементами.

Недостатком известных устройств является то, что они не работоспособны при таких схемах образования измерительных мостовых схем, т.к. даже случайное короткое замыкание между собой двух коллекторов (двух корпусов транзистора), приводит к аварийному отказу в работе всей схемы, снижая тем самым функциональные возможности измерительных мостовых схем.

Технической задачей изобретения является, повышение функциональных возможностей измерительных мостовых схем при диагностировании неисправностей в объекте путем измерения разности температур в двух точках поверхности, используя температуру поверхности термочувствительного транзистора.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена принципиальная электрическая схема дифференциального термодатчика.

Дифференциальный термодатчик содержит два термочувствительных транзистора 1, переменный балансировочный резистор 2, который своими выводами соединен с базами этих транзисторов 1. Переменный вывод балансировочного резистора 2 связан с ограничительным резистором 3, другой вывод которого, соединен с общими коллекторами двух термочувствительных транзисторов 1 и с положительным выводом источника питания 4. Отрицательный вывод источника питания 4 соединен с двумя эмиттерными резисторами 5, другие выводы которых соединены с эмиттерами транзисторов 1 и выходом 6 дифференциального термодатчика.

Дифференциальный термодатчик работает следующим образом.

Принцип работы дифференциального термодатчика основывается на изменении напряжения на его выходе 6 (в диагонали моста) при его разбалансировке. Разбалансировка моста возникает, когда нагревается (охлаждается) один из термочувствительных транзисторов 1. Тогда в нем начинает изменяться обратный ток его коллектора, пропорциональный его температуре, точнее температуре его корпуса. Это нарушает общий баланс токов, текущих в его плечах (плечо, это – участок мостовой схемы, состоящий из транзистора 1 и соответствующего ему эмиттерного резистора 5, расположенного под ним) и в диагонали моста образуется разность потенциалов - напряжение, пропорциональное температуре этого транзистора 1. При этом, чем больше разбалансировка моста, тем больше напряжение в диагонали моста, т.е. на его выходе 6. Так реализуется работа дифференциального разностного термодатчика. Первоначальная балансировка моста осуществляется балансировочным резистором 2, размещая оба термочувствительных транзистора 1 в среду с одинаковой температурой и устанавливая им начальное, нулевое значение напряжение в диагонали моста.

После балансировки, оба транзистора размещают в двух контрольных точках, где нужно измерить температуру (даже, в двух точках на металлическом объекте, не боясь короткого замыкания между корпусами транзисторов 1) и проводят измерение разности температуры в этих точках.

Чувствительность такого дифференциального, т.е. разностного термодатчика, будет порядка 200 мВ/ ̊С.

Использование дифференциального термодатчика позволит диагностировать неисправности, связанные с ростом локальной температуры в машиностроении, медицине, приборостроении, животноводстве и других отраслях народного хозяйства.

Дифференциальный термодатчик, состоящий из источника питания, двух постоянных и одного переменного резистора, двух термочувствительных транзисторов, соединенных своими базами с переменным балансировочным резистором, отличающийся тем, что переменный балансировочный резистор своим средним выводом соединен с выводом третьего ограничительного резистора, другой выход которого вместе с коллекторами термочувствительных транзисторов соединен с одним выводом источника питания, другой вывод которого соединен с двумя постоянными резисторами, другими выводами связанными с эмиттерами транзисторов и выходом дифференциального термодатчика.

.



 

Похожие патенты:

Изобретения относятся к измерительной технике, в частности к регулированию температуры и давления тензомостом. В способе регулирования температуры и давления тензомостом, включающем подачу тока на диагональ питания тензомоста и измерение напряжения на измерительной диагонали U+, при смене направления тока питания тензомоста измеряют напряжение U-.

Изобретение предназначено для применения в океанологии и может использоваться в других областях. Сущность изобретения заключается в том, что используют распределенные термопрофилемеры, содержащие по n модулированных по погонной чувствительности по функциям {<p, (z)}, проводников.

Группа изобретений относится к измерительным преобразователям температуры с алгоритмической коррекцией погрешности измерений. Изобретения могут быть использованы для преобразования текущего значения температуры в цифровой код и передачи его во внешнее устройство.

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для преобразования температуры в напряжение. Измеритель содержит не менее двух термопреобразователей, аналоговый мультиплексор с шиной управления, стабилитрон, источник постоянного напряжения, первый и второй резисторы, операционный усилитель.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при калибровке и поверке прецизионных малогабаритных и миниатюрных термопреобразователей сопротивления, а также для обеспечения достоверности высокоточных измерений температуры в объектах малого объема за счет возможности контроля их стабильности перед выполнением высокоточных измерений и экспериментальных исследованиях в различных областях науки и техники в диапазоне от 0 до 250°C.

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для измерения температуры технологической среды. Предложен термочувствительный элемент (10), содержащий зависимый от температуры измерительный элемент (МЕ), который может контактировать через по меньшей мере одну первую соединительную линию (1) и по меньшей мере одну вторую соединительную линию (2), причем первая соединительная линия (1) содержит первый и второй участки (Т1, Т2), состоящие из различных материалов.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению температуры и давления. Способ измерения давления и температуры тензомостом включает подачу тока на диагональ питания тензомоста и измерение напряжения на измерительной диагонали U+.

Группа изобретений предназначена для непрерывного измерения и регистрации температуры наружной поверхности трубопроводов с большой точностью и быстрой заменой датчиков температуры аттестованными датчиками, транспортирующих рабочие жидкие среды или сырье и другие различные текучие агенты.

Изобретение относится к способу измерения температуры намотанного компонента, содержащему подачу известного постоянного тока в калибровочный провод (1) из резистивного материала; причем сопротивление калибровочного провода меняется вместе с температурой согласно известному закону; измерение разности потенциалов между зажимами (7a, 7b) упомянутого калибровочного провода; и этап вычисления, в ходе которого разность потенциалов преобразуется в среднюю температуру калибровочного провода; причем упомянутый калибровочный провод (1) намотан внутри катушки и уложен в ряд витков «Вперед» (5) и в ряд витков «Обратно» (6), объединенных попарно по существу с одинаковыми геометрической формой и местом расположения.

Изобретение относится к области измерения температур с помощью резистивного датчика температуры. Способ обнаружения тока утечки в резистивном датчике температуры, включающий следующие этапы: обеспечение контура резистивного датчика температуры первым резистивным контуром и вторым резистивным контуром; измерение начального напряжения на первом резистивном контуре в ответ на подачу начального тока на первый резистивный контур; измерение последующего напряжения на втором резистивном контуре в ответ на подачу последующего тока на второй резистивный контур; сопоставление начального и последующего напряжений для определения разностной величины; и определение того, что в контуре резистивного датчика температуры существует утечка тока, когда разностная величина не находится в пределах первого диапазона.

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для преобразования температуры в напряжение. Измеритель содержит не менее двух термопреобразователей, аналоговый мультиплексор с шиной управления, стабилитрон, источник постоянного напряжения, первый и второй резисторы, операционный усилитель.

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.

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

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

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

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

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