Времяимпульсный измеритель температуры (его варианты)

 

-т»

Е. Г. Будай и В. А. Лисовский (72) Авторы изобретения

1 Ъ

Г л

Ленинградский электрогехнический институт связи,; . им. проф. М. А. Бонч-Бруевича

« » (71) Заявитель (54) ВРЕМЯИМПУЛЬСНЫИ ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ (EfO ВАРИАНТЫ) 1

Изобретение относится к области тем пературных измерений, а именно к устрой. сгвам для измерения температуры, в которых измеряемый параметр — темперагу ра преобразуется в импульсный сигнал определенной длигельносги. S

Известен времяимпульсный измеритель температуры, содержащий термопреобразо- ватель сопротивления с огранйчигельным реэисгором, подключенный к источнику постоянного напряжения и дифференциально-1В му усилителю, выход которого соединен со схемой сравнения, генератор экспоненциального напряжения,генерагор тактовых ипульсов fl 3 .

Недостатком данного устройства явля15 ется его сложность.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является времяим м: пульсный измеригель температуры, содержаший источник постоянного напряжения, соединенный" с делигелем напряжения на резисторах, средняя точка когорого соединена с первым входом схемы сравнения, 2 второй вход которой соединен с конденсагором, ключом и первым выводом гермопреобразовагеля сопротивления, а выход соединен с вторым ключом, генератор импульсов, соединенный с управляющими входами ключей. В целях упрошения усгройсгва ключи в нем выполнены на полевых транзисторах E2 j .

Недостатком устройства является наличие ошибки, возникающей при измерении температур, при когорых сопротивление термопреобразователя уменьшаегся до значений, соизмеримых с сопротивлением or крытого ключа на полевом транзисгоре.

Вследствии этого разряд конденсагора происходит не до нуля, а до напряжения, .определяемого делителем, сопротивление термопреобразователя - сопротивление открытого канала транзистора.

Также появляется ошибка, свя.эанная с тем, что при уменьшении сопрогивления гермопреобраэователя увеличиваегся гок в термопреобразователе, а следовательно, и мошность, рассеиваемая на нем; что при3 9798 водит к саморазогреву термопреобраэователя °

Целью изобретения является повышение точности измерения температуры.

Поставленная цель достигается тем, что в времяимпульсный измеритель тем- пературы введен полевой транзистор, сток которого соединен с источником напряжения, исток - с вторым выводом термопреобразователя сопротивления, а затвор - î ð вторым входом схемы сравнения.

В случае, если к измерителю температуры предьявляются более высокие требования в отношении точности измерения, предпочтителен вариант конструктивной 15 реализации времяилпульсного измерителя температуры, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что в него введен биполярный транзистор, коллектор которого соединен с, источником напряжения, эмиттер1 — с вто- рым выводом термопреобраэователя сопротивления, а база — с вторым выходом генератора импульсов.

На фиг. 1 представлена схема первого варианта времяимпульсного измерителя на фиг, 2 — схема второго варианта.

Времяимпульсный измеритель температуры содержит источник постоянного напряжения 1, термопреобразователь сопротивления 2, конденсатор 3, делитель напряжения на резисторах 4 5, схему сравнения

6, генератор импульсов 7, два ключа 8

И 9 на полевых транзисторах.

Первый вариант времяимпульсного измерителя содержит полевой транзистор

10, второй вариант — биполярный транзистор 1 1, причем генератор импульсов имеет второй выход, с которого снимаются импульсы, полярность которых противоположна полярности импульсов, снимаемых с первого выхода генератора.

Врямяимпульсный измеритель температуры работает следующим образом.

Генератор импульсов формирует после45 довательность прямоугольных импульсовположительной полярности.

При поступлении HB затворы транзисторов ключей импульсов положительной полярности ключ 8 закорачивает конденсатор обеспечивая разряд конденсатора, а ключ

9 эакорачивает выход схемы сравнения, снимая напряжение с ей выхода.

При поступлении на затворы транзистоpos нулевого напряжения ключи 8 и 9 зак-. рываются, при crow начинается заряд кон-55 денсатора через термопреобраэователь сопротивления 2, а на выходе схемы сравнения появляется сигнал, 94 4

При заряде конденсатора до напряже ния заданного делителем, на резисторах

4 и 5 проис хоаит срабатывание схемы сравнения 6, сигнал на выходе схемы сравне-ния пропадает. Так как скорость заряда конденсатора зависит or величины сопротивления термопреобразователя сопротивления, длительность импульса, сформированного на выходе схемы сравнения, пропорциональна величине сопротивления термопреобразователя и следовательно измеряемой температуре. Величина порога срабатывания схемы сравнения выбирается . примерно на порядок меньше величины напряжения источника напряжения 1, поэтому напряжение на конденсаторе практически нарастает по линейному закону.

Нолевой транзистор 1 О, включенный по схеме стабилизатора гока, осуществляет умножение сопротивления термопреобразователя в,10 — 20 раз в зависимости or типа транзистора. >ro приводит к снижению остаточного напряжения на ключе 8 во время разряда конденсатора и следовательно к более полному разряду конденсатора, а также к уменьшению гока протекаемого через термопреобразовагель, r.е. к уменьшению мощности, рассеиваемой на термопреобразователе.

В измерителе по второму варианту во время подачи положительного импульса на затворы транзисторов 8 и 9, т.е. во время разряда конденсатора, на базу транзистора 11, выполняюшего функцию ключа, подается отрицательный импульс с второго выхода генератора импульсов.

При этом транзис тор 1 1 отключает термопреобразователь or источника напряжения, обеспечивая более полный разряд конденсагора и уменьшение средней мошности, рассеиваемой на термопреобразователе.

Во время действия нулевого напряжения на затворы транзисторов 8 и 9 на базу транзистора 11 поступает положительный импульс, открывая транзистор 11.

Наличие новых элементов и новые связи между элементами выгодно отличают предлагаемый времяимпульсный измеритель температуры or известного так как позволяют значительно повысить точность измерения температуры при незначительном усложнении измерителя.

Формула изобретения

1. Времяимпульсный измеритель reMпературы, содержащий источник постоянного напряжения, соединенный с делителем напряжения на резисторах, средняя

4 6

ыводом термопреобразователя сопрогивения, а выход соединен с вторым ключом, генератор импульсов> соединенный управляющими входами ключей, о r л ич а ю шийся тем, что, с целью повыения точности измерения, в него введен биполярный транзистор, коллектор которого соединен с источником напряжения, эмиттер — с вторым выводом гермопреобразователя сопротивления, а база - с вторым выходом генератора импульсов.

Источники информ &ции, принятые во внимание при экспертизе

1. Зорий В. И ;, Монастырский В. Я., Чайковский Д. И. Цифровой времяимпульсный измеритель температуры.-"Приборы и..системы управления. 1978, %12 с. 21-22.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2957088/18-10, кл. 5 01 К 7/18, 1980 (прототи ).

5 97989 точка которого соединена с первым вхо . в дом схемы сравнения, второй вход кото- л рой соединен с конденсатором, ключом я первым выводом термопреобразователя с сопротивления, а выход соединен с вторыма ключом, генератор импульсов, соединен- ш ный с управляющими входами ключей, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен полевой транзистор, сток 10 которого соединен с источником напряжения, исток - с вторым выводом термопре« . образователя сопротивления, а затворс вторым входом схемы сравнения.

2. Времяимпульсный измеритель reM- 1% пературы, содержащий источник постоянно.-.го напряжения, соединенный с делителем напряжения на резисторах, средняя гочка которого соединена с первым входом схемы сравнения, второй вход которой сое- 20 динен с конденсатором, ключом и первым

979894

Составитель В. Куликов

Редактор В. Данко Техред С.Мигунова .. Корректор М.Шароши

Заказ 9345/29 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4