CS234245B1

CS234245B1 - Diode thermometer wiring

Info

Publication number: CS234245B1
Application number: CS226183A
Authority: CS
Inventors: Jiri Zabransky
Original assignee: Jiri Zabransky
Priority date: 1983-03-31
Filing date: 1983-03-31
Publication date: 1985-04-16

Abstract

Zapojení diodového teploměru pro kompenzaci liělcloh se úbytků napětí polovodičových diod v propustném směru vlivem výrobního rozptylu. K sériovému spojení prvního normalizačního odporu, měrné diody a druhého normalizačního odporu je paralelně připojen zdroj konstantního proudu tak, že druhý normalizační odpor je spojen s výstupem zdroje konstantního napětí. Zapojením se zvyšuje pravděpodobnost při výběru shodných diod 30krát.Connection of a diode thermometer for compensation of voltage drops of semiconductor diodes in the forward direction due to manufacturing dispersion. A constant current source is connected in parallel to the series connection of the first normalization resistor, the measuring diode and the second normalization resistor so that the second normalization resistor is connected to the output of the constant voltage source. This connection increases the probability of selecting identical diodes by 30 times.

Description

Vynález se týká zapojení diodového teploměru pro kompenzaci lišících se úbytků napětí polovodičových diod v propustném směru vlivem výrobního rozptylu.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to the use of a diode thermometer to compensate for varying voltage drops of semiconductor diodes in the forward direction due to manufacturing variance.

Způsob měření teploty s použitím polovodičových diod jako čid la spočívá v sledování změn úbytku napětí na měrné diodě při průchodu konstantního proudu v propustném směru v závislosti na teplo tě. Teplotní závislost polovodičových diod je záporná a prakticky lineární. Linearita a nízká cena spolu s velkým teplotním rozsahem pro křemíkové diody 70 až 420 K, jsou důvodem zájmu o tato čidla.A method of measuring temperature using semiconductor diodes as a sensor is to monitor changes in voltage drop across a specific diode when a constant current is passed in the forward direction as a function of heat. Temperature dependence of semiconductor diodes is negative and practically linear. Linearity and low cost coupled with a large temperature range for 70 to 420 K silicon diodes are the reason for these sensors.

Základními parametry měrných diod jsou napělový úbytek při ur čité teplotě a teplotní koeficient jednotlivých diod. Oba tyto parametry se u jednotlivých diod nezávisle na sobě liší a jsou způso beny výrobním rozptylem. Při výběru dvojic, n-tic nebo při výměně čidla je nutno proměřit velký počet diod k dosažení shody obou parametrů současně. Tato nevýhoda brání rozšíření tohoto jinak výhod ného čidla do výroby a průmyslové praxe.Basic parameters of specific diodes are voltage drop at a certain temperature and temperature coefficient of individual diodes. Both of these parameters differ from one diode to another independently of each other and are caused by production variance. When selecting pairs, tuples or replacing a sensor, it is necessary to measure a large number of diodes in order to achieve a match between the two parameters simultaneously. This disadvantage prevents the expansion of this otherwise advantageous sensor into manufacturing and industrial practice.

Dosud známá zapojení diodových teploměrů založených na sledování změn úbytku napětí polovodičových diod při průchodu konstantního proudu v propustném směru neřeší uvedené nevýhody, předpokládají vždy současnou kalibraci čidla a vyhodnocovacího obvodu, což je pro výrobu a průmyslovou praxi nepřijatelné.The hitherto known diode thermometer connections based on monitoring the voltage drop of the semiconductor diodes when passing a constant current in the forward direction do not solve these disadvantages, always assuming simultaneous calibration of the sensor and the evaluation circuit, which is unacceptable for manufacturing and industrial practice.

Zmíněné nevýhody odstraňuje zapojení diodového teploměru podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že k sériovému spojení prvního normalizačního odporu, měrné diody a druhého normalizačního odporu je paralelně připojen zdroj konstantního proudu ták, že druhý normalizační odpor je spojen se svorkou zdroje konstantního proudu s konstantním napětím a první normalizační odpor je spojen se svorkou zdroje konstantního proudu s proměnlivým napětím. K tomuto spoji je dále připojen vstup diferenčního voltmetru, jehož druhý vstup je spojen s výstupem zdroje konstantního napětí. Nulové svorky zdroje konstantního proudu, zdroje konstantního napětí a diferenčního voltmetru jsou navzájem propojeny. Zapojení je mož2The above-mentioned disadvantages are eliminated by the connection of the diode thermometer according to the invention, characterized in that a constant current source is connected in parallel to the series connection of the first normalization resistor, the specific diode and the second normalization resistor. voltage and the first normalization resistance is coupled to the constant current source terminal with varying voltage. A differential voltmeter input is connected to this connection, the other input of which is connected to the output of a constant voltage source. The neutral terminals of the constant current source, the constant voltage source, and the differential voltmeter are interconnected. Wiring is possible2

234 245 no modifikovat tak, že svorka zdroje konstantního proudu s konstant ním napětím má toto napětí nulové a tato svorka je spojena s nulovou svorkou. Jiná modifikace zapojení spočívá v tom, že jeden z nor malizačních odporů je tvořen pouze odporem přívodního vedení, zatím co jinak je tvořen součtem odporů přívodního vedení a vloženého odporu.234 245 no so that the constant current source terminal with constant voltage has this voltage zero and this terminal is connected to the zero terminal. Another modification of the circuit is that one of the resistors is only formed by the supply line resistance, while otherwise it is the sum of the supply line resistances and the inserted resistance.

Výhodou zapojení podle vynálezu je, že zásadně zjednodušuje vý běr měrných diod, diody se vybírají jen podle shody teplotního koeficientu, bez ohledu na úbytek napětí při určité teplotě, který se dokompenzuje. Pravděpodobnost úspěšného výběru shodné diody při požadavku shody na ± 0,25 K stoupne zapojením podle vynálezu z 0,002 na 0,06, tj. 30krát. Zapojením se současně vykompenzuje odpor přívodního vedení.The advantage of the circuitry according to the invention is that it fundamentally simplifies the selection of the specific diodes, the diodes being selected only according to the coefficient of temperature coefficient, regardless of the voltage drop at a certain temperature which is compensated. The probability of successful selection of a matching diode at a compliance requirement of ± 0.25 K will increase from 0.002 to 0.06, i.e. 30 times, by the circuitry of the invention. By connecting, the resistance of the supply line is simultaneously compensated.

Příklad zapojení je na připojeném obrázku, který představuje blokové schéma zapojení. K sériovému spojení prvního normalizačního odporu 2, měrné diody 2 a druhého normalizačního odporu £ je paralelně připojen zdroj 1 konstantního proudu tak, že druhý normalizační odpor 4 je spojen se svorkou 8 s konstantním napětím zdroje 1 konstantního proudu a první normalizační odpor 2 je spojen se svorkou X s měnícím se napětím zdroje 1 konstantního proudu. K tomuto spoji je dále připojen první vstup £ diferenčního voltmetru 6, jehož druhý vstup 10 je spojen s výstupem zdroje 2 konstantního napěti. Nulové svorky zdroje 1 konstantního proudu, zdroje 2 konstant ního napětí a diferenčního voltmetru 6 jsou navzájem propojeny.An example of wiring is shown in the attached figure, which is a block diagram. A constant current source 1 is connected in parallel to the series connection of the first normalization resistor 2, the diode 2 and the second normalization resistor 6 so that the second normalization resistor 4 is connected to the constant voltage terminal 8 and the first normalization resistor 2 is connected to terminal X with varying voltage of constant current source 1. The first input 6 of the differential voltmeter 6 is connected to this connection, the second input 10 of which is connected to the output of the constant voltage source 2. The neutral terminals of the constant current source 1, the constant voltage source 2 and the differential voltmeter 6 are interconnected.

Celkový úbytek napětí na sériovém spojení prvního normalizačního odporu 2> měrné diody £ a druhého normalizačního odporu £ je dán rovnicí * R^I + R^I, kde Up je napěťový úbytek na diodě a RI jsou napěťové úbytky na normalizačních odporech 2,4.· Celkový úbytek napětí U_N je výhodné volit při použití křemíkových diod U_N = 800,0 mV při 0° C, konstantní proud je výhodné volit 1 mA nebo i mé ně až do 0,1 mA. Je-li shodné napětí 800,0 mV i na výstupu zdroje 2 konstantního napětí, bude na výstupu diferenčního voltmetru 6 nulové napětí.The total voltage drop across the series connection of the first normalization resistor 2 ' and the second normalization resistor 6 is given by * R ^ I + R ^ 1, where Up is the voltage drop across the diode and RI is the voltage drop across the normalization resistances 2.4. · The total voltage drop U _N is preferable when using silicon diodes U _N = 800.0 mV at 0 ° C, constant current is preferably 1 mA or less up to 0.1 mA. If the same voltage is 800.0 mV at the constant voltage source 2 output, there will be zero voltage at the output of the differential voltmeter 6.

Záměnnosti měrných diod 2 se dosáhne zapojením podle vynálezu, výběrem a roztříděním do skupin podle shodných teplotních koeficientů bez ohledu na úbytky napětí při určité teplotě a určitém proudu. Tyto rozdíly se dokompenzují normalizačními odpory 2, 4, které je výhodné vložit do sestavy konektoru čidla, čímž se dosáhne zóměnnosti čidel. Vzhledem k tomu, že normalizační odpory 2, 4 jsou součtem odporu vedení k čidlu a vloženého odporu, je zapojením současně vykompenzován i vliv odporu vedení k čidlu. Teplotní koefi3 234 245 cient měrné diody 2 v zapojení podle vynálezu zůstává nezměněn.The interchangeability of the specific diodes 2 is achieved by wiring according to the invention, selecting and grouping according to the same temperature coefficients regardless of voltage drops at a certain temperature and a certain current. These differences are compensated by the normalization resistors 2, 4, which is advantageous to be inserted into the sensor connector assembly, thereby achieving variation of the sensors. Since the normalization resistances 2, 4 are the sum of the resistance of the lead to the sensor and the inserted resistance, the influence of the resistance of the lead to the sensor is also compensated by the wiring. The temperature coefficient of the diode 2 in the circuit according to the invention remains unchanged.

Claims

A diode thermometer wiring consisting of a thermic semiconductor diode and an evaluation device, characterized in that a power supply (1) is connected in parallel to the series connection of the first normalization resistor (3), the forward diode (2) and the second normalization resistor (4). constant current so that the second normalization resistor (4) is connected to the constant voltage terminal (8) of the constant current source (1) and the first normalization resistor (3) is connected to the constant voltage terminal (7) of the constant voltage source (1) current, this circuit is further connected to a first input (9) of the differential voltmeter (6), whose second ga £ ⁽¹ °) is connected to the output of the source (5) constant-voltage-prcCtdvé connector (1) constant-current source (5 ) of the constant voltage and the differential voltmeter (6) are interconnected.

2. The diode thermometer connection according to claim 1, characterized in that the constant voltage terminal (8) is connected to the neutral terminal.

3. The diode thermometer connection according to claim 1, characterized in that the first normalization resistance (3) is formed by a resistance of the connection line.

4. The diode thermometer connection according to claim 1, characterized in that the second normalization resistance (4) is formed by the resistance of the connection line.