NL192544C - Inrichting voor het meten van temperatuur en lineariseringsschakeling geschikt voor toepassing in een dergelijke inrichting. - Google Patents

Inrichting voor het meten van temperatuur en lineariseringsschakeling geschikt voor toepassing in een dergelijke inrichting. Download PDF

Info

Publication number
NL192544C
NL192544C NL9301409A NL9301409A NL192544C NL 192544 C NL192544 C NL 192544C NL 9301409 A NL9301409 A NL 9301409A NL 9301409 A NL9301409 A NL 9301409A NL 192544 C NL192544 C NL 192544C
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
branch
thermistor
fet
voltage
capacitor
Prior art date
Application number
NL9301409A
Other languages
English (en)
Other versions
NL192544B (nl
NL9301409A (nl
Inventor
Charles Martin Eduard E Peters
Martin Johan De Groot
Original Assignee
Nl Meetinstituut Nmi Nv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nl Meetinstituut Nmi Nv filed Critical Nl Meetinstituut Nmi Nv
Priority to NL9301409A priority Critical patent/NL192544C/nl
Publication of NL9301409A publication Critical patent/NL9301409A/nl
Publication of NL192544B publication Critical patent/NL192544B/nl
Application granted granted Critical
Publication of NL192544C publication Critical patent/NL192544C/nl

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/16Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
    • G01K7/22Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a non-linear resistance, e.g. thermistor
    • G01K7/24Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a non-linear resistance, e.g. thermistor in a specially-adapted circuit, e.g. bridge circuit
    • G01K7/25Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a non-linear resistance, e.g. thermistor in a specially-adapted circuit, e.g. bridge circuit for modifying the output characteristic, e.g. linearising

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)

Description

1 192544
Inrichting voor het meten van temperatuur en lineairlserlngsschakeling geschikt voor toepassing in een dergelijke inrichting
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het meten van temperatuur, bevattende 5 een lineariseringsschakeling, een stabiele voedingsbron voor het voeden van de lineariseringsschakeling, welke lineariseringsschakeling een eerste tak heeft bevattende een thermistor die een exponentieel gedrag tussen temperatuur en weerstand vertoont, een tweede tak parallel aan de eerste tak, in welke tak een eerste condensator is opgenomen met een bij ontlading exponentieel gedrag tussen ontladingspanning en tjid, waarbij de exponentiele gedragen van thermistor en eerste consensator dezelfde orde van grootte 10 hebben, en van een eerste vergelijker met een eerste ingang voor de themnistorspanning verbonden aan de eerste tak en met een tweede ingang voor de eerste condensatorspanning.
De onderhavige uitvinding heeft tevens betrekking op een lineariseringsschakeling voor toepassing in een dergelijke inrichting.
Een inrichting van de bovengenoemde soort is bekend uit het Amerikaanse octrooi schrift 4.267.468. In 15 deze bekende inrichting wordt een stabiele spanningsbron over de thermistor in serie met een extra weerstand aangelegd. Deze inrichting blijkt in de praktijk echter niet in alle gevallen een voldoende lineariteit te verschaffen tussen uitgaande pulsduur en temperatuur hetgeen bij bepaalde toepassingen een nadeel en zelfs ongewenst is.
Het is onder meer een doel van de uitvinding een inrichting voor het meten van temperatuur te verschaf-20 fen waarbij dit nadeel opgeheven wordt. Het is een verder doel van de uitvinding een inrichting voor het meten van temperatuur te verschaffen met een nauwkeurigheid van zelfs beter dan 1 mK.
Hiertoe wordt een inrichting van de bovengenoemde soort volgens de uitvinding gekenemerkt, doordat de thermistor in een deelschakeling van de eerste tak is opgenomen, welke deelschakeling een constante stroombron voor de thermistor vormt. Hierdoor wordt veroorzaakt dat de stroom die door de thermistor loopt 25 steeds constant is, waardoor de spanningsvergelijking door de vergelijker op eenvoudige wijze nauwkeruig kan plaatsvinden, daar hierdoor het exponentiële gedrag tussen temperatuur en weerstand van de thermistor behouden blijft. Dit in tegenstelling tot de uit het Amerikaanse octrooischrift 4.267.468 bekende inrichting waarin dit exponentiele gedrag in ongewenste mate verloren gaat, hetgeen de lineariteit nadelig beïnvloedt.
30 In het Amerikaans octrooischrift 4.267.468 wordt een inrichting voor het meten van temperatuur beschreven die vergelijkbaar is met de onderhavige inrichting. Een belangrijk verschil vormt echter de tak van de schakeling waarin de thermistor is opgenomen. Volgens de bekende inrichting wordt een spanningsbron op de thermistor toegepast, waardoor het exponentiële gedrag verloren gaat, waardoor de inrichting volgens dit Amerikaans octrooischrift niet functioneert zoals wordt beweerd.
35 Ofschoon in kolom 3 vanaf regel 4 van het Amerikaanse octrooischrift 4.267.468 wordt beweerd dat de spanning over de thermistor een macht van e is, is dit niet het geval. Daarentegen wordt een constante spanningsbron (B+) over de thermistor (26) in serie met een extra weerstand (25) gebruikt als eenvoudig lineariseringsalgoritme voor thermistoren (zoals bijvoorbeeld in het Duitse ’’Offenlegungsschrift” 2.160.844 beschreven is). De spanning over de thermistor is alleen maar een eenvoudige exponent van e als de 40 stroom door de themistor onafhankelijk is van de temperatuur. Doordat de thermistorweerstand significant varieert als functie van de temperatuur is de weerstand in deze tak zelfs niet bij benadering temperatuur-onafhankelijk. Dit geldt zeker over een temperatuurbereik van 400°C: deze vereenvoudiging zou nog wel acceptabel zijn voor een schakeling op basis van een platinaweerstandsthermometer (dR/dt = 0,4%/°C) maar niet meer voor een thermistor (dR/dt = 4%/°C). Hierbij wordt uitgegaan van een eenvoudig exponen-45 tieel verband tussen temperatuur (T in kalvin) en weerstand R,h(T) van de thermistor volgens: -KK)
Rth(T) = R0e o/
Hierin is R0 de weerstand van de thermistor bij de referentietemperatuur Tc meestal 20°C = 293,15 K. De 50 constante β is meestal van de orde 3500 K. De spanning Vth(T) die over de thermistor komt te staan is een functie van de temperatuur, de serieweerstand R25 en de voedingsspanning V(B+) volgens: ·β(τ“ΐ)
Bo« V °+ïkt, 192544 2
Deze relatie is als functie van de temperatuur geen eenvoudige exponent meer. Integendeel, als we voor een aantal voor de hand liggende serieweerstandswaarden (R2S) de spanning als functie van de temperatuur uitzetten, levert dat de bijgaande figuur 5 op tussen 0°C en 100°C (273,15K tot 373,15 K). Door de logaritme van die figuur te nemen wordt de non-lineariteit duidelijk van het verband tussen de uigaande 5 pulsduur en de temperatuur: bij een goed functionerend ontwerp is de pulsduur evenredig met de logaritme van de thermistorspanning. Dat is voor dezelfde waarden van R25 tussen 10 kQ en 52 kA weergegeven in bijgaande figuur 6.
Over het bereik van 0°C tot 400°C is de non-lineariteit nog veel slechter, zoals blijkt uit de temperatuur-afgeleide van de logaritme van thermistorspanning: 10 dlog(Vlh(T) _ P*R25 λ 'V ) \R0e +R25/ 15 De bewering in kolom 3, regels 10-13 van dit Amerikaans octrooischrift is niet houdbaar omdat de schakeling eerst ten dele lineariseert en vervolgens een logaritme van dit signaal neemt. Bovendien blijkt de afwijking in de afgeleide van de logaritme ongeveer 75% te zijn (zie bijgaande figuur 7) waardoor een linearisering over 400°C binnen de 5°C niet haalbaar is.
Om eventuele storingen die over de thermistor staan uit te middelen bevat de inrichting volgens de 20 uitvinding bij voorkeur een inverterende integrator met versterking tussen de thermistor en de vergelijker.
Wanneer een inrichting volgens de uitvinding gekenmerkt wordt doordat de lineariseringsschaketing een derde tak heeft parallel aan de eerste en tweede tak, welke derde tak voorzien is van een parallelschakeling van een zesde weerstand met een derde FET en een zevende weerstand met een vierde FET, waarbij de derde en vierde FET een complementaire karakteristiek hebben, waarbij de stuurelektrode van de derde en 25 vierde FET aan een gemenschappelijke pulsgenerator zijn aangesloten, de afvoerelektrode van de derde en de toevoerelektrode van de vierde FET aan de respectievelijke polen van de voedingsbron zijn aangesloten en de toevoerelektrode van de derde en de afvoerelektrode van de vierde FET verbonden zijn met respectievelijk de zesde en de zevende weerstand, en de zesde en de zevende weerstand verbonden zijn met een derde consensator, en van een tweede vergelijker met een eerste ingang voor de derde-30 condensatorspanning en een tweede ingang voor de instelspanning van een potentiometer die tussen de referentiespanning en aardepotentiaal is geplaatst, en een TTL-logicaeenheid heeft met een eerste ingang voor de uitgang van de eerste vergelijker en een tweede ingang voor de uitgang van de tweede vergeljker, simuleert de inrichting een contactthermometer. De uitgang van de TTL-logicaeenheid kan rechtstreeks gebruikt worden om een verwarmingseenheid voor het op constante temperatuur houden van een voorwerp 35 te sturen of om inrichtingen bedoeld om op basis van contactthermometers temperatuur te regelen aan te sturen.
Enige uitvoeringsvoorbeelden van een inrichting en lineariseringsschakeling volgens de uitvinding zullen nu, bij wijze van voorbeeld, aan de hand van de figuren beschreven worden, waarin: 40 figuur 1 een diagram toont van een uitvoeringsvorm van een inrichting en lineariseringsschakeling volgens de uitvinding; figuur 2 een diagram toont van een alternatieve uitvoeringsvorm van een inrichting en lineariseringsschakeling volgens de uitvinding; figuur 3 een grafiek toont van de afhankeljikheid tussen pulslengte duur en temperatuur volgens de 45 inrichting van figuur 1; figuur 4 een diagram toont van een verdere uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding; en figuren 5, 6 en 7 een aantal grafieken tonen bij de bespreking van het Amerikaanse octrooischrift 4.267.468.
50 In figuur 1 wordt een diagram getoond van een inrichting voor het meten van temperatuur. De inrichting bevat een lineariseringsschakeling die gevoed wordt door een stabiele voedingsbron 1 die een spanning Vref levert. Hoewel vele stabiele voedingsbronnen bekend zijn, zal de uitvinding verder beschreven worden aan de hand van een Zener-diode als stabiele voedingsbron, waarbij opgemerkt wondt dat de uitvinding niet beperkt is tot het gebruik van een Zener-diode als stabiele voedingsbron.
55 De lineariseringsschakeling bevat een eerste tak A met een thermistor 2 met een temperatuur-afhankelijke weerstand R,.
Een thermistor is een thermisch gevoelige halfgeleider op basis van keramiek. In tegenstelling tot 3 192544 metalen weerstanden heeft de weerstand van een thermistor een negatieve temperatuurcoëfficiënt. Dit daar er in een halfgeleider meer geleidingselektronen vrijkomen naarmate de temperatuur stijgt. De temperatuur-weerstandrelatie heeft onderstaande vorm:
Hierin zijn: R, = weerstand bij bepaalde temperatuur T in K. [Ω] R0 = stroomloze weerstand bij temperatuur TQ [Ω] 10 β = kalibratiecoëfficiënt [K]
De kalibratiecoëfficiënt β heeft in het algemeen een waarde tussen 3000 en 4000 K. De weerstand daalt dan ongeveer 4%/K.
De lineariseringsschakeling bevat verder een tweede tak B parallel aan de eerste tak A waarin een 15 eerste condensator 3 met capaciteit C1, is opgenomen. Tussen de op· en ontlaadstroom lc en de spanning Vc over de eerste condensator 3 geldt: U-C'·^ (3
De tweede tak B is verder voorzien van een parallelschakeling van een eerste weerstand 4 met 20 weerstand R1, met een eerste veldeffect transistor (FET) 5 en een tweede weerstand 6, met weerstand R2 met een tweede FET 7. De eerste en tweede FET (5, 7) hebben een complementaire karakteristiek.
Elke veld-effecttransistor (FET) heeft een toevoerelektrode, hierna ook wel aangeduid als source (negatief), een afvoerelektrode, hierna ook wel aangeduid als drain (positief) en een stuurelektrode, hierna ook wel aangeduid als gate (stuurspanning). Afhankelijk van de spanning van de gate zal de FET stroom 25 van de drain naar de source geleiden. De gate van elke FET (5, 7) is aan een gemeenschappelijke pulsgenerator 3 aangesloten, die bijvoorbeeld een blokspanning afgeeft. Bijvoorbeeld wordt als pulsgenerator een functiegenerator gebruikt. De drain van de eerste FET (5) en de source van de tweede FET
(7) worden aan respectievelijke polen van de voedingsbron (1) aangesloten, waarbij in dit geval de min-pool aan aarde ligt. De source van de eerste FET (5) en de drain van de tweede FET (7) zijn met respectievelijk 30 weerstand 4 en 6 verbonden, welke weerstanden 4, 6 op hun beurt de eerste condensator 3 zijn veibonden.
Wanneer de ingangen (gates) van de FET’s 5, 7 hoog zijn, dan geleidt de eerste FET 5 en spert de tweede FET 7, waardoor de eerste condensator 3 zich zal opladen tot Vrel. Wanneer de ingangen van de FETs, 5, 7 laag zijn, ontlaadt de eerste condensator 3 via tweede weerstand 6 en tweede FET 7. Als wij aannemen dat de weerstand van de tweede FET 7 bij geleiding RF is dan geldt tijdens het ontladen van de 35 stroom lc: I - Vcft) (3) c “ R2 + Rf
Uit de vergelijkingen (2) en (3) volgt een differentiaalvergelijking met als oplossing: 40 Vc(t) = Vref · e(Cl · (R2 + RF)) <4)
De eerste tak A bevat een deelschakeling waarin de thermistor 2 is opgenomen, welke deelschakeling een constante stroombron voor de thermistor vormt.
In figuur 1 wordt deze deelschakeling gevormd door een tweedraadsysteem, waarbij een eerste 45 operationele versterker 9 via de thermistor 2 negatief teruggekoppeld is en een derde weerstand 10 met weerstand R3 tussen de voedingsbron 1 en de negatieve ingang van 9 gekoppeld is. Bij voorkeur vertoont de operationele versterker 9 een hoge ingangsweerstand resulterend in een lage ingangstroom.
In figuur 2 wordt deze deelschakeling gevormd door het vierdraadsysteemequivalent van figuur 1 teneinde althans grotendeels te compenseren voor temperatuursafhankelijkheid van de geleidingsdraden.
50 De eerste operationiele versterker 9 zal het verschil over zijn ingangen versterken met een factor die in de buurt van 10s ligt. Door negatieve terugkoppeling over de thermistor 2 zal de eerste operationele versterker 9 zijn ingangen aan elkaar gelijk willen sturen. Daar in dit geval de plus-ingang aan aarde ligt zal de min-ingang ook naar aardepotentiaal gestuurd worden. Door nu de versteiking van de eerste operationele versterker 9 op oneindig te stellen, is de deelschakeling als een stroombron met stroom V^f/RS te 55 interpreteren als de leidingweerstanden naar de thermistor verwaarloosd worden. Daar de min-ingang als virtuele aarde dient zal de uitgang van de eerste operationele versterker 9 een spanning Vure staan die evenredig is met de weerstand van de thermistor 2: 192544 4 νΛ·.> (5)
Teneinde eventuele storingen die over de thermistor 2 staan uit te middelen bevat de eerste tak A na de 5 thermistor een inverterende integrator met versterking. In de beschreven uitvoeringsvormen wordt de inverterende integrator gevormd door een tweede operationele versterker 11 bij voorkeur met een hoge ingangsweerstand, een vijfde weerstand 12 met weerstand Rs en een tweede condensator 13 met capaciteit C2. Tussen de thermistor 2 en de inverterende integrator is een vierde weerstand 14 met een weerstand R4 geschakeld, waarbij de vierde weerstand 14 samen met de vijfde weerstand de gelijkstroom-versterkings-10 factor van de deelschakeling rond de operationele versterker 11 bepaalt.
De elektronische werking rond de tweede operationele versterker 11 is analoog aan die rond de eerste operationele versterker 9. Wanneer wij de versterking van de tweede operationele versterker 11 als oneindig groot veronderstellen dan levert de uitgang van de tweede operationele versterker 11 een spanning: 15 (6)
Hieruit volgt dat Vujni lineair is met de weerstand R,. De weerstandswaarden R4 en R5 bepalen het temperatuurbereik van de inrichting, en zijn bij voorkeur van hetzelfde tyupe, daar zij dezelfde temperatuur-coëfficiënt dienen te hebben.
20 De lineariseringsschakeiing bevat verder een eerste spanningsvergelijker 15 met een eerste ingang voor de thermistorspanning Vujn1 (vergelijking 6) verbonden aan de eerste tak A en met een tweede ingang voor de eerste condensatorspanning Vc(t) (vergelijking (4)).
De eerste spanningsvergelijker 15 zal een ”1” afgeven zolang de spanning van de eerste condensator 3 groter is dan de spanning van de eerste tak A en slaat om wanner beide spanningen gelijk zijn. De tijd die 25 passeert tussen het omschakelen van de tweede FET 7 en het omslaan van de spanningsvergelijker 15 geeft een pulslengte aan het uitgangssignaal van de vergelijker 15, die de meetparameter voor de temperatuur verschaft.
De uiteindelijke pulslengte t wordt bepaald door vergelijking (1) in vergelijking (6) in te vullen en met vergelijking (4) te combineren.
30 Dit resulteert in: t = l<! - Kj, In (K3 · e ~K4 + (7) waarin K1( K2, K3, K4 en Kg constanten zijn.
35 In vereenvoudigde vorm luidt vergelijking (7): t-A-f (8) waarin A en B constanten zijn.
40 Met andere woorden is de pulslengte lineair in 1/T. In figuur 3 is deze berekende lineaire relatie weergegeven door de ononderbroken lijn.
De lineariteit van de schakeling is ook in de praktijk gebleken. Het in figuur 3 door een stippellijn getoonde nagenoeg lineaire verloop over een bereik van ongeveer 0° tot 100°C is verkregen door voor de elektronische componenten de volgende waarden te gebruiken: 45 R1 = 1 k Ω (niet kritisch)
R2 = 33 k Ω met een temperatuuicoëfficiënt van de weerstand beter dan 1,5 ppm/K
R3 = 100 k Ω R4 = 100 k Ω (niet kritisch) R5 = 100 k Ω (niet kritisch) 50 C1 = 2 * 10 pF parallel (polyester condensator) C2 = 6,8 pF (tantaal, niet kritisch) T1 = BS250 (niet kritisch) T2 = BU711 (geleidingsweerstand 40 m Ω)
Vergelijker 15 = versterkingsfactor tussen 40 en 200 V/mV: 0(105) 55 Operationele versterkers 9 en 11 = FET-ingangen voor verwaarloosde ingangsstroom, en laag ruisniveau
Thermistor 2 = 20 k Ω bij 20°C; voorafgaand aan kalibratie gedurende 10 weken verouderd bij 90°C
5 192544
Spanningsbron 1 = maximale spanningsvanatie van 50 ppm per 1000 uur en temperatuurcoefficiënt van de spanning van 5 ppm/K.
Met de bovengenoemde waarden, nemen de constanten A en B van vergelijking (8) respectievelijk de waarden 8,73 en 2310 aan.
5 Wanneer de aldus opgewerkte pulslengte, in dit geval maximaal 2 seconden, van de vergelijker 15 gemeten wordt met een voor tijdmeting, normaal gebruikelijke resolutie van 1 ps wordt een meet-nauwkeurigheid van beter dan 1 mK gehaald bij eenstabiliteit van ten minste een paar maanden. Deze nauwkeurigheid is aanzienlijk beter dan bij de bekende inrichtingen in dezelfde prijsklasse voor het meten van temperatuur gebaseerd op thermistoren.
10 De bovengegeven waarden zijn uitsluitend bij wijze van voorbeeld gegeven, en afhankelijk van het gewenste meetbereik en meetnauwkeurigheid kunnen de waarden naar wens ingesteld worden.
Vanwege een zo hoog mogelijke temperatuurstabiliteit zijn bij voorkeur de eerste condensator, de tweede weerstand, de derde weerstand en de tweede FET temperatuurstabiel. De waarde van de eerste weerstand wordt bij voorkeur zodanig gekozen dat gedurende het geleiden van de eerste FET de eerste condensator 15 volledig opgeladen wordt, en de voedingsbron niet te veel belast wordt. Teneinde een voor meting geschikte korte ontladingsduur van de eerste keur een hoog veimogen FET, daar de geleidingsweerstand van deze FETs klein is.
De uitgang van de vergelijker 15 kan niet alleen als meetparameter voor de temperatuur dienen, maar tevens als ingang voor een regeleenheid die een pulsbreedte gemoduleerd signaal afgeeft dat direct een 20 verwarmingseenheid voor het op constante temperatuur houden van een voorwerp kan sturen.
In figuur 4 is een uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding weergegeven die een dergelijke regeleenheid voor het direct sturen van een verwarmingseenheid vervangt. Deze uitvoerinsgvorm bevat een derde tak C en een TTL logicaeenheid 15". De derde tak C is analoog aan de tweede tak B en bevat een pulsgenerator 8' die gelijk is aan pulsgenerator 8, een derde FET 5' en een zesde weerstand 4', 25 een zevende weerstand 6' en een vierde FET 7', een derde condensator 3' en een tweede vergelijker 15'. Een ingang van de vergelijker 15' is bestemd voor de condensator (3') spanning en een andere ingang van de vergelijker 15' is verbonden met de instelspanning van een potentiometer 16 die tussen de referentie-spanning 1 en aardepotentiaal is geplaatst. Doodat aan weerszijden van loper van de potentiometer 16 dezelfde temperatuurcoêfficiënt geldt, is de nauwkeurigheid van de schakeling goed. De tweede vergelijker 30 15' levert een tijdpuls af die logisch vergeleken wordt en een 1 oplevert als de temperatuur hoger is dan de instelspanning en een logische nul als de omgekeerde situatie zich voordoet.
Een alternatief voor deze derde tak C vormen commercieel verkrijgbare programmerbare timer/counters die gebaseerd zijn op kristaloscillatoren met transistoroutput.
In beide gevallen zijn er dus twee pulsen waarbij het instelpunt vertaald is in een eerste puls (A) met 35 lengte evenredig met de in te stellen temperatuur, die vergeleken moet worden met de lengte van de temperatuurafhankelijke tweede puls die de eerste vergelijker 15 afgeeft. Is de eerste puls langer dan de tweede puls (B), dan moet de temperatuur hogen de schakeling geeft een logische 1 af, en andersom. Dit is te realiseren door middel van een TTL-logicaeenheid 17 met de functionaliteit van (A XOR B) AND B. Dit is dezelfde logische schakeling als nodig om de functionaliteit van een contact-thermometer te simuleren: 40 temperatuur noger dan contact, schakeling ligt aan aarde (logische 0), temperatuur lager dan geen contact (logische 1).
De inrichting van figuur 4 is dus te vergelijken met een contactthermometer, en de uitgang van TTL logicaeenheid 17 kan direct gebruikt wonden om een verwarmingseenheid te sturen.
Hoewel de inrichting volgens de uitvinding beschreven aan de hand van de gegeven voorbeelden al een 45 voldoend lineair verloop tussen pulslengte en de inverse van de temperatuur verschaft kan deze Ineariteit door bijvoorbeeld geschikte software verbeterd worden. Een andere manier om de schakeling nog meer te iineariseren is door de aarde van de ontladende condensator 3 op te tillen naar een spanning k'V^,. De optimale lineariteit wordt verkregen door de k-afhankelijke afgeleide dt/dT bij 270 K gelijk te stellen aan die van 350 K. De basisspanning van de condensator 3 zou dan -0,018Vre, zijn in plaats van 0. In figuur 3 is 50 de oorspronkelijke relatie samen met de gelineariseerde (onderbroken lijn) weergegeven. De grootte van de componenten zijn hier zo gekozen dat de maximale pulslengte 2 seconden bedraagt. De waaiden van de componenten zijn hierbij zoals boven aangegeven.

Claims (8)

192544 6
1. Inrichting voor het meten van temperatuur, bevattende een lineariseringsschakeling, een stabiele voedingsbron voor het voeden van de lineariseringsschakeling, welke lineariseringsschakeling een eerste 5 tak heeft bevattende een thermistor die een exponentieel gedrag tussen temperatuur en weerstand vertoont, een tweede tak parallel aan de eerste tak, in welke tweede tak een eerste condensator is opgenomen met een bij ontlading exponentieel gedrag tussen ontladingspanning en tijd, waarbij de exponentiële gedragen van theimistor en eerste condensator dezelfde orde van grootte hebben, en van een eerste vergelijker met een eerste ingang voor de thenmistorspanning verbonden aan de eerste tak en met een tweede ingang voor 10 de eerste condensatorspanning, met het kenmerk, dat de thermistor in een deelschakeling van de eerste tak is opgenomen, welke deelschakeling een constante stroombron voor de thermistor vormt.
2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de deelschakeling een vierdraadssysteem is.
3. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de deelschakeling gevormd wordt door een eerste operationele versterker die via de thermistor negatief teruggekoppeld is en een derde weerstand aan de 15 zijde van de voedingsbron.
4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de derde weerstand temperatuurstabiel is.
5. Inrichting volgens een der conclusies 1 tot en met 4, met het kenmetk, dat de eerste tak tussen de thermistor en de vergelijker een inverterende integrator met versterking bevat.
6. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de eerste tak tussen de thermistor en de integrator 20 een vierde weerstand bevat en de integrator opgebouwd is uit een tweede operationele versterker die via een parallelschakeling van een vijfde weerstand en een tweede condensator negatief teruggekoppeld is.
7. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de lineariseringsschakeling een derde tak heeft parallel aan de eerste en tweede tak, welke derde tak voorzien is van een parallelschakeling van een zesde weerstand met een derde FET en een zevende weerstand met een vierde FET, waarbij de 25 derde en vierde FET een complementaire karakteristiek hebben, waarbij de stuurelektrode van de derde en vierde FET aan een gemeenschappelijke pulsgenerator zijn aangesloten, de afvoerelektrode van de derde en de toevoertelektrode van de vierde FET aan de respectieve polen van de voedingsbron zijn aangesloten en de toevoerelektrode van de derde en de afvoerelektrode van de vierde FET verbonden zijn met respectievelijk de zesde en de zevende weerstand, en de zesde en de zevende weerstand verbonden zijn 30 met een derde condensator, en van een tweede vergelijker met een eerste ingang voor de derde* condensatorspanning en een tweede ingang van de instelspanning van een potentiometer die tussen de referentiespanning en aardepotentiaal is geplaatst, en een TTL logica eenheid heeft met een eerste ingang voor de uitgang van de eerste vergelijker en een tweede ingang voor de uitgang van de tweede vergelijker.
8. Lineariseringsschakeling geschikt voor toepassing in een inrichting volgens één der voorgaande 35 conclusies. Hierbij 6 bladen tekening
NL9301409A 1993-08-13 1993-08-13 Inrichting voor het meten van temperatuur en lineariseringsschakeling geschikt voor toepassing in een dergelijke inrichting. NL192544C (nl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9301409A NL192544C (nl) 1993-08-13 1993-08-13 Inrichting voor het meten van temperatuur en lineariseringsschakeling geschikt voor toepassing in een dergelijke inrichting.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9301409 1993-08-13
NL9301409A NL192544C (nl) 1993-08-13 1993-08-13 Inrichting voor het meten van temperatuur en lineariseringsschakeling geschikt voor toepassing in een dergelijke inrichting.

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NL9301409A NL9301409A (nl) 1995-03-01
NL192544B NL192544B (nl) 1997-05-01
NL192544C true NL192544C (nl) 1997-09-02

Family

ID=19862759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL9301409A NL192544C (nl) 1993-08-13 1993-08-13 Inrichting voor het meten van temperatuur en lineariseringsschakeling geschikt voor toepassing in een dergelijke inrichting.

Country Status (1)

Country Link
NL (1) NL192544C (nl)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TR201614439A1 (en) 2016-10-13 2018-04-24 Univ Yeditepe SMART OPTIMAL ANALOG CIRCUIT FOR SENSOR LINEARIZATION IN A WIDE RANGE

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2160844A1 (de) * 1971-12-08 1973-07-19 Messgeraete Werk Lauda Dr R Wo Brueckenschaltung zur temperaturregelung und temperaturmessung
DE2544591A1 (de) * 1975-08-06 1977-04-14 Degussa Linearisierungsschaltung fuer messfuehler mit nichtlinearer kennlinie
US4267468A (en) * 1979-04-23 1981-05-12 Motorola, Inc. Temperature sensing circuit
SU994933A2 (ru) * 1980-08-15 1983-02-07 Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Комплексной Автоматизации Нефтяной И Химической Промышленности Частотно-импульсный преобразователь температуры
SU1278623A1 (ru) * 1985-04-25 1986-12-23 Предприятие П/Я Р-6028 Измерительный преобразователь температуры с частотным выходом

Also Published As

Publication number Publication date
NL192544B (nl) 1997-05-01
NL9301409A (nl) 1995-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5116136A (en) Temperature measurements using thermistor elements
JPS63252264A (ja) 電流測定装置
US4215336A (en) Apparatus and method for stabilization of a thermistor temperature sensor
NL9202003A (nl) Calibratiestelsel voor een frequentie-varierende temperatuursensor.
US5767724A (en) Electronic clamping circuit
US4147989A (en) Non-linear direct-current amplifier for measuring purposes
US6340816B1 (en) Pyroelectric detector with feedback amplifier for enhanced low frequency response
NL192544C (nl) Inrichting voor het meten van temperatuur en lineariseringsschakeling geschikt voor toepassing in een dergelijke inrichting.
EP0789458A1 (en) Circuit with overload current protection for power transistors
JP2898527B2 (ja) 温度補償電圧発生回路
US3978729A (en) Circuit for monitoring temperature of high-voltage equipment
US3501696A (en) Temperature compensated r.f. power measuring device having automatic zero setting means
US8556506B2 (en) Temperature-current transducer
US4922126A (en) Circuit for shaping a measurement-signal voltage into a square-wave signal
NL8105400A (nl) Variabele impedantieketen.
JPH0674981A (ja) 電流値検出回路及び過電流遮断回路
CN100480660C (zh) 电阻型热损失的压力感应器及操作方法
KR100337622B1 (ko) 감열식 유량계
EP0983491B1 (en) Pyroelectric detector feedback amplifier with low frequency response
Joshi et al. An efficient digitizer for self-heating compensation in resistive sensor
White The linearisation of resistance thermometers
KR100202589B1 (ko) 온도측정장치 및 그의 온도보상방법
SU1001285A1 (ru) Устройство дл тепловой защиты электроустановки
JP4809837B2 (ja) 抵抗による熱損失式圧力センサの動作方法
EP0369742B1 (en) Coupling circuit

Legal Events

Date Code Title Description
A1C A request for examination has been filed
V1 Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20000301