PL110819B2 - Method for measurement of mean temperature by means of p-n junctions - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób pomiaru sredniej temperatury kilku punktów, nalezacych do pewnego obszaru, za pomoca zlaczy p-n umieszczonych w tych punktach.W znanych metodach pomiaru sredniej temperatury za pomoca kilku zlaczy p-n, wykorzystuje sie wspól¬ zaleznosc temperatury zlacza i napiecia na zlaczu p-n spolaryzowanym przepustowo pradem o stalej wartosci.Pomiaru dokonuje sie metoda bezposrednia (Ubc) lub róznicowa (4Ut,c).Pierwsza metoda polega na pomiarze napiecia na jednym lub kilku zlaczach polaczonych szeregowo zasila¬ nych pradem stalym. Wada tej metody jest dosc znaczna nieliniowosc oraz koniecznosc kalibracji po wymianie czujnika.W metodzie drugiej bada sie róznice napiec wystepujacych na dwu identycznych zlaczach p-n, z których kazde moze zawierac kilka zlacz polaczonych szeregowo, zasilanych dwoma róznymi pradami, ale takimi których wartosci powstaja w stosunku constans. Wspomniane zlacza, lub prady zlacz, tworza dwie galezie równolegle.Wada tej metody jest wymaganie, aby zlacza wchodzace w sklad galezi, byly parami identyczne.Obie metody jesli mialyby byc wykorzystane do pomiaru temperatury sredniej, wymagalyby zastosowania dodatkowych ukladów elektronicznych.Wad tych nie posiada sposób wedlug wynalazku, którego istota polega na tym, ze prady zasilajace uklad zawierajacy kilka zlaczy p-n polaczonych szeregowo i tworzacych dwie równolegle galezie, doprowadza sie do tych galezi na przemian, po czym mierzy sie na nich srednia wartosc bezwzglednej róznicy napiec bedacej miara sredniej temperatury w badanym obszarze. Bezwzgledna róznice napiec uzyskuje sie w wyniku detekcji synchronicznej, w takt wspólnego sygnalu zegarowego, który wykorzystywany jest ponadto do sterowania ko¬ mutacji pradów zasilajacych wymienione równolegle galezie, oraz do przetwarzania analogowo-cyfrowego napie¬ cia na wymienionych galeziach równoleglych. Przedstawiony sposób pomiaru moze byc wykorzystany takze w przypadku, gdy uklad zawiera wiecej niz dwie galezie równolegle oraz zasilany jest wiecej niz dwoma pra¬ dami.2 110 819 Sposób wedlug wynalazku umozliwia wykorzystanie prostego ukladu elektronicznego zapewniajacego dobra liniowosc, nie wymagajacego skalowania. Pozwala na zamiennosc czujników bez koniecznosci ponownego kalibrowania ukladu. Stosowane zlacza p-n nie musza byc identyczne, a wiec czujnikami moga byc tanie niepa- rowane elementy pólprzewodnikowe bipolarne. Napiecie wyjsciowe omawianych galezi równoleglych, odpowia¬ da bezposrednio sredniej temperaturze wykorzystanych zlacz p-n, a wiec i sredniej temperaturze badanego obszaru.Przedmiot wynalazku zostanie blizej objasniony na podstawie przykladu wykonania uwidocznionego na rysunku przedstawiajacym schemat elektryczny ukladu umozliwiajacego realizacje sposobu.Uklad zawiera dwie galezie Gx i G2 ze zlaczami p-n Zi i, z13/ Zj-, z21/ z22...z2n, zasilane na przemian dwoma pradami Ja i JB ° wartosciach pozostajacych w stalym stosunku, generowanymi przez zródla pradowe A i B. Napiecie zalezne od temperatury wystepuje na niepolaczonych koncach tych galezi X i Y. Przelaczanie wspomnianych pradów zobrazowano przykladowo za pomoca przelacznika P, pracujacego w takt sygnalu zegaro¬ wego. Zgodnie z tym sygnalem pracuje synchronicznie przelacznik R, realizujacy detekcje napiecia powstajacego miedzy punktami X i Y.Wartosc srednia tego napiecia mozna otrzymac w wyniku dzialania filtru dolnoprze- pustowego FDP. Filtr takf jest zbedny, jezeli uklad lub urzadzenie wykorzystujace taki wyprostowany sygnal po¬ siada z natury swego dzialania wlasnosci dolnoprzepustowe. Sposób realizacji naprzemiennego zasilania nie jest istotny, praktycznie stosuje sie przelaczanie za pomoca kluczy pradowych pradów, generowanych przez uzalez¬ nione ilorazowo zródla pradowe. Sposób pobierania napiecia na tych galeziach nie jest krytyczny, ale kazdy pobór pradu z tych galezi przez uklad o niskiej impedancji wejsciowej zmniejsza dokladnosc pomiaru. Mozna stosowac elektroniczny woltomierz napiecia przemiennego, albo wykorzystac detekqe synchroniczna w takt przelaczania zasilajacych zródel pradowych. Na wyjsciu nalezy wlaczyc filtr dolnoprzepustowy.Podany sposób pomiaru nadaje sie równiez do wykorzystania wtedy, gdy jest wiecej niz dwie galezie ze zlaczami, oraz wiecej niz dwa prady zasilajace te galezie. Oczywiscie w kazdej galezi moze byc tylko jedno zla¬ cze p-n. Jezeli wy kor. stujemy wtedy tylko dwie galezie, to w jednej z nich mozna umiescic (tylko) zlacze E-B, a w drugiej C-B tego san.~go tranzystora.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób pomiaru sredniej temperatury za pomoca zlaczy p-n polaczonych szeregowo i pogrupowanych w dwie galezie równolegle zasilane pradami, których wartosci pozostaja w stalym stosunku, znamienny tym, ze prady zasilajace (Ja i Jb) doprowadza sie do równoleglych galezi (Gi i G2) na przemian, po czym mierzy sie na nich srednia wartosc bezwzgledenj róznicy napiec bedacej miara sredniej temperatury w badanym obszarze. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze galezie równolegle (Gx i G2) zasila sie wiecej niz dwoma pradami pozostajacymi w okreslonej stalej zaleznosci. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze bezwzgledna róznice napiec uzyskuje sie w wyni¬ ku detekcji synchronicznej, w takt wspólnego sygnalu zegarowego sterujacego jednoczesnie komutacja pradów (JA JB) zasilajacych galezie (Gi i G2). 4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze sygnal zegarowy wykorzystuje sie ponadto do przetwarzania analogowo-cyfrowego róznicy napiecia w punktach (X i Y).110819 PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób pomiaru sredniej temperatury za pomoca zlaczy p-n polaczonych szeregowo i pogrupowanych w dwie galezie równolegle zasilane pradami, których wartosci pozostaja w stalym stosunku, znamienny tym, ze prady zasilajace (Ja i Jb) doprowadza sie do równoleglych galezi (Gi i G2) na przemian, po czym mierzy sie na nich srednia wartosc bezwzgledenj róznicy napiec bedacej miara sredniej temperatury w badanym obszarze.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze galezie równolegle (Gx i G2) zasila sie wiecej niz dwoma pradami pozostajacymi w okreslonej stalej zaleznosci.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze bezwzgledna róznice napiec uzyskuje sie w wyni¬ ku detekcji synchronicznej, w takt wspólnego sygnalu zegarowego sterujacego jednoczesnie komutacja pradów (JA JB) zasilajacych galezie (Gi i G2).
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze sygnal zegarowy wykorzystuje sie ponadto do przetwarzania analogowo-cyfrowego róznicy napiecia w punktach (X i Y).110819 PL