Преобразователь температура-напряжение

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ВТЕЛЬСТВУ. Союз Советских

Социалистических

Реслублнк (61) Дополнительное к авт. свид-вуI (22) Заявлено 09.10. 78 (21) 2687232/18-24 (51)М. Кл.

С 01 К 7/18 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный «оммтет

СССР ао делам нзобретеннй м открытий (23) Прморитет—

Опубликовано 15.11.80. бюллетень Йо 42

Дата опубликования описания 18. 11. 80 (53) УДК 621.555. .6(088.8) (72) Авторы изобретения

Б. Н. Алабин, М. В. Дрожжин и В. Ф. Третяк ь г, 3 (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРА-НАПРЯЖЕНИЕ

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к устройствам преобразования температуры в напряжение, и может быть, например, предназначено для устранения температурной погрешности нулевого сигнала вычислителей вертикальной скорости в диапазоне температур от минус 60 до плюс 75 С. о

Наиболее близКим техническим решением к данному изобретению (прототипом) является устройство с независимой регулировкой температурного коэффициента источника регулируемого напряжения. Оно состоит из моста пос-15 тоянного тока, вершины которого включены между положительным опорным напряжением и землей. В противоположные . плечи моста постоянного тока включены полупроводниковые диоды, выпол- 20 няющие роль датчиков температуры. В диагональ моста включен переменный резистор, с движка которого снимается сигнал температурной компенсации и подается на неинвертирующий вход дифференциального усилителя постоян— ного тока. Регулировка температурной погрешности плавная в пределах от минус 0,3 до плюс 0,3% на один градус цельсия j1j . 30

Недостатком рассмотренной схемы является низкая линейность преобразования при работе с высокоомными источниками сигнала в диапазоне температур от минус 60 до плюс 75оС. Кро- . ме того, рассмотренная схема не позволяет получить на выходе движка потенциометра напряжение равное нулю при нормальной температуре.

Целью изобретения является расширение области применения преобразователя температура - напряжение.

Поставленная цель достигается тем, что преобразователь содержит поСледовательйо соединенные многопозиционный термочувствительный релейный элемент, многопозиционный переключатель и согласующий усилитель, причем термочувствительный блок содержит соответственно числу позиций. многопозиционного переключателя термочувствительные мосты, входные диагонали,которых подключены параллельно выходу источника питания, а в выходные диагонали термочувствительных мостов включены потенциометры, подвижные контакты которых подключены к соответствующим входам многопозиционного переключателя.

779825

На чертеже представлена электрическая принципиальная схема преобразователя температура-напряжение на две позиции в составе вычислителя вертикальной скорости.

Вычислитель вертикальной скорости состоит из датчика высоты 1, подключенного к дифференциатору 2. Дифференциатор 2 подключен к входу суммирующего масштабного усилителя 3. Вход усилителя 3 соединен с выходом согла- © сующего усилителя 4, состоящего иэ двух термочувствительных мостов 5, двухпозиционного переключателя 6, термочувствительного релейного элемента 7. Вершины термочувствительных мостов 5 подключены к стабилитронам l5

8 и 9. В противоположные плечи мостов

5 включены кремниевые диоды 10, 11, 12 и 13, а в выходные диагонали потенциометры 14 и 15. Движки потенцио>летров подключены к стокам МОП тран-, ф зисторных ключей 16 и 17 двухпоэиционного переключателя 6, а истоки транзисторных ключей через постоянные резисторы 18 и 19 подключены к третьему входу согласующего усилителя 20.

Затворы ИОП транзисторных ключей подсоединены к коллекторам р-п-р транзисторов схемы управления двухпоэиционного переключателя б, выполненной на транзисторах 21, 22 и 23. Базы транзисторов 21 и 22 через постоянный резистор 24 соединены с выходом термо-, чувствительного релейного элемента 7, собранного на базе дифференциального усилителя постоянного тока 25. Входы дифференциального усилителя подключены к мосту постоянного тока, состоящего из резисторов 26 и 27, потенциометра 28 и диода 29. Согласующий усилитель выполнен на базе усилителя

20, выход которого через постоянный 4Q резистор 30 подключен к входу суммирующего масштабного усилителя 3 вычислителя вертикальной скорости.

Статическое давление P > от приемника воздушного давления поступает в 4g . барометрический датчик высоты 1, преобразующий изменение давления в изменение переменного напряжения.

Переменное напряжение с вторичных обмоток датчика высоты выпрямляется, фильтруется емкостным Фильтром и подается на дифференциаторе 2; Для обеспечения нужного коэффициента передачи и устранения ошибки QT Шунтирования вторичных обмоток датчика высоты входным сопротивлением дифференциатора входные цепи последнего выполняются высокоомными с входным соп ротивлением порядка нескольких МОМ.

С выхода дифференциатора 2 снимается сигнал постоянного тбка пропорциональ-60 ной барометрической вертикальной скорости и подается на суммирующий масштабный усилитель 3. Дифференциатор

2 и суммирующий масштабный усилитель

3 выполнены на базе дифференциальных 65 усилителей постоянного тока, которые подвержены температурному дрейфу, обусловленному наличием напряжения и тока смещения. Основная температурная погрешность нулевого сигнала вычислителей вертикальнбй скорости определяется температурной нестабильностью нулевого сигнала дифференциатора 2. В силу того, что дифференциатор работает с высокоомным источником сигнала, его основная температурная погрешность будет определяться температурной зависимостью тока смещения

1, которая апроксимируется следующйм математическим выражением

d! q „C=-0, 005 /С Т 25 С

d т " с С= "О, 015 /С Т<25 C

Из приведенного выше выражения следует, что температурная погрешность от тока смещения в диапазоне температур от плюс 25 С до минус 60 С в три раза больше, чем в диапазоне температур от плюс 25 С до плюс 75 С.

Поэтому для того, ютобы добиться высокой линейности компенсации нулево- го сигнала от температуры весь диа-. пазон температур необходимо разбить на два поддиапазона, от плюс 25 С до минус 60 С и от плюс 25 до плюс 75 С.

Такую компенсацию нулевого сигнала осуществляет преобразователь температура-напряжение. Вершины термочувствительных мостов 5 подключены к положительному и отрицательному опорному напряжЕнию, снимаемому со стабилитронов 8 и 9 . В противоположные плечи термочувствительных мостов включены кремниевые диоды 10, 11, 12 и 13, выполняющие роль датчиков температуры, а в диагонали — переменные потенциометры 14 и 15. Потенциометром 14 осуществляется компенсация нулевого сигнала вычислителей при температуре минус 60 С, а потенциометром 15 — при о температуре плюс 75 С. Сигналы компенсации снимаются с движков потенциометров 14 и 15 и подаются на стоки ИОП транзисторных ключей 16 и 17.

Затворы .транзисторов 16 H 17 соединены с коллекторами р-и-р транзисторов 23 и 21. На транзисторах 21, 22 и 23 собрана логическая схема, которая управляет работой транзисторных ключей 16 и 17. Схема управления выдает сигналы на затворы транзисторов

16 и 17 таким образом, что при темо пературе окружающей среды выше 25 С транзистор 16 закрыт, а транзистор

17 открыт. При температуре окружающей среды ниже 25 С транзистор 16 открыт, а транзистор 17 закрыт. Базы транзисторов 21 и 22 через резистор 24 подключены к выходу дифференциального усилителя постоянного тока

25. Входи усилителя 25 подключены к мосту постоянного тока, состоящего из резисторов 26 и 27, потенциометра

28 и кремниевого диода 29, выполняю779825 формула изобретения

Составитель Л. Птенцова

Редактор M. Кузнецова Техред T.Ìàòî÷êà Корректор О . Ковинская

Заказ 9312/6 .Тираж 713 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 щего роль датчика температуры. Потенциометром 28 устанавливается опорное напряжение на неинвертирующем входе усилителя 25, соответствующее температуре переключения термочувствительного релейного элемента 7, с выхода которого выдаются сигналы управления на транзисторы 21 и 22. Подложки транзисторов 16 и 17 подключены к положительному опорному напряжению, а истоки через, постоянные резисторы

18 и 19 к входу неинвертирующего повторителя 20, который устраняет потери аналогового компенсирующего напряжения на динамическом сопротивлении сток-исток открытых транзисторов 16 и 17. Напряжение компенсации снимается с выхода усилителя 20 и через резистор 30 подается на вход суммирующего масштабного усилителя 3 для температурной компенсации нулевого .сигнала вычислителей вертикальной скорости.

Испытания данного устройства температурной компенсации в составе вычислителя вертикальной скорости показали, что температурная погрешность нулевого сигнала сравнительно с известными вычислителями вертикальной скорости может быть уменьшена в 5-6 раэ, т.е. данное устройство обеспечивает высокую линейность компенсации нулевого сигнала вычислителей в широком диапазоне температур . Кроме того, применение изобретения позволяет отказаться от общего термостатирования вычислителя и тем самым сократить его габариты и вес в 1,5 раза и в 5 раз снизить. потребление электроэнергии.

Преобразователь температура-напряжение, содержащий термочувствитель® ный блок и источник питания, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения области применения преоб разователя, он содержит последовательно соединенные многопозиционный термочувствительный релейный элемент, 15 многопозиционный переключатель и согласующий усилитель, причем термочувствительный блок содержит соответственно числу позиций многопозиционного переключателя термочувствитель2О ные мосты, входные диагонали которых подключены параллельно выходу источ-. ника питания, а в выходные диагонали термочувствительных мостов включены потенциометры, подвижные контакты которых подключены к соответствующим входам многопозиционного переключателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Зо 1. Источник регулируемого напряжения с независимой регулировкой температурного коэффициента. -"Электроника,"

1974,Р 12,стр. 49 (прототип).