PL214084B1 - Miernik temperatury - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest miernik temperatury zintegrowany z niskotemperaturową ceramiką współwypalaną.

Znany z pracy magisterskiej P. Bębnowicza, „Mikroreaktor komorowy PCR wykonany w technologii LTCC”, 2006, układ składa się z układu mikrokontrolera z peryferiami w postaci tranzystorów kluczujących i układów stabilizacji napięcia. Urządzenie jest przeznaczone do sterowania temperaturą układu, który ma zintegrowany czujnik temperatury z grzejnikiem. Pomiar temperatury odbywa się poprzez pomiar rezystancji rezystora grzejnego.

Z publikacji K. Wiśniewski, H. Tetrycz, A. Żyromski, W. Siemaszko, „Mikroprocesorowy miernik rozkładu temperatury w profilu gleby”, 6, 2008, Elektronika, składa się z układu czujnika temperatury, mikroprocesora, i interfejsu do transmisji danych. Całość wykonana jest na podłożu z laminatu a elektroniczne elementy składowe występują w postaci elementów dyskretnych.

Z polskiego opisu patentowego nr PL 197207 znany jest sposób i układ pomiaru temperatury metodą bezstykową na podstawie promieniowania emitowanego przez ciało. Promieniowanie emitowane przez ciało, kierowane jest do układu optycznego wyposażonego w filtry przepuszczające wiązki promieniowania o różnych szerokościach widma i tej samej efektywnej długości fali. Z filtrów wiązki kierowane są do dwóch fotodetektorów podczerwieni, które przetwarzają je na sygnały elektryczne, proporcjonalne do mierzonej temperatury.

Sposób pomiaru temperatury znany jest z polskiego opisu patentowego nr PL 196470, który realizowany jest za pomocą dwóch czujników temperatury o różnych parametrach dynamiki, znajdujących się w podobnych warunkach wymiany ciepła. W sposobie wzmocnione sygnały z czujników temperatury przekształca się na postać cyfrową, następnie sygnał z jednego z czujników przekazuje się do korektora dynamiki, którego wyjściowy sygnał porównuje się z sygnałem wyjściowym drugiego czujnika.

Istota miernika według wynalazku, polega na tym, że ma obwód napięcia stałego połączony z obwodem stabilizacji napięcia posiadającym element aktywny obwodu stabilizacji napięcia połączony z elementem biernym obwodu stabilizacji napięcia wykonanym techniką grubowarstwową na podłożu z niskotemperaturowej ceramiki współwypalanej. Obwód stabilizacji napięcia połączony jest z obwodem mikroprocesora z obwodem wizualizacji danych, a także z obwodem źródła prądowego. Pomiędzy obwód mikroprocesora i obwód źródła prądowego włączony jest obwód termistorowy. Ponadto obwód mikroprocesora wyposażony jest w mikroprocesor połączony z co najmniej jednym elementem biernym obwodu mikroprocesora wykonanym techniką grubowarstwową na podłożu z niskotemperaturowej ceramiki współwypalanej, natomiast obwód źródła prądowego wyposażony jest w co najmniej jeden element aktywny obwodu źródła prądowego połączony jest z co najmniej jednym elementem biernym obwodu źródła prądowego wykonanym techniką grubowarstwową na podłożu z niskotemperaturowej ceramiki współwypalanej.

Zaletą wynalazku jest wykonanie układu biernego miernika technikami grubowarstwowymi, przy czym elementy bierne nanoszone są w postaci warstw powierzchniowych lub zagrzebanych na podłożu z niskotemperaturowej ceramiki współwypalanej. W mierniku tym mikroprocesor jest jednostką nadrzędną i steruje on pomiarem i wizualizacją jego wyników. Ponadto miernik jest wykonany na niskotemperaturowej ceramice współwypalanej wraz ze ścieżkami przewodzącymi łączącymi wszystkie elementy układu. Elementy aktywne są połączone z podłożem z niskotemperaturowej ceramiki współwypalanej. Stosuje się elementy aktywne nieobudowane i przymocowane do podłoża za pomocą bondingu drutowego.

Przedmiot wynalazku w przykładzie realizacji jest objaśniony na rysunku, który przedstawia schemat blokowy miernika temperatury.

P rzy kład 1

Miernik temperatury ma obwód napięcia stałego NW połączony z obwodem stabilizacji napięcia OS, który połączony jest z obwodem mikroprocesora OP, obwodem wizualizacji danych OW oraz z obwodem źródła prądowego OZ. Pomiędzy obwód mikroprocesora OP i obwód źródła prądowego OZ włączony jest obwód termistorowy OT. Obwód stabilizacji napięcia OS ma element aktywny obwodu stabilizacji napięcia SN połączony z dwoma elementami biernymi obwodu stabilizacji napięcia BN w postaci kondensatorów. Obwód mikroprocesora OP wyposażony jest w mikroprocesor MP połączony z pięcioma elementami biernymi obwodu mikroprocesora BP w postaci dwóch kondensatorów i trzech rezystorów. Obwód źródła prądowego OZ ma siedem elementów aktywnych obwodu źródła

PL 214 084 Β1 prądowego ZP połączonych z elementem biernym obwodu źródła prądowego BZ w postaci siedmiu kondensatorów. Elementy bierne obwodu stabilizacji napięcia BN, obwodu mikroprocesora BP i obwodu źródła prądowego BZ wykonane są techniką grubowarstwową na podłożu z niskotemperaturowej ceramiki współwypalanej.

W celu wykonania pomiaru temperatury pobudza się termistor prądem o niewielkim natężeniu i zadanej wartości, po czym za pomocą obwodu mikroprocesora OP mierzy się napięcie na termistorze. W związku z tym, że rezystancja termistora zmienia się z temperaturą, zatem stały prąd płynący przez ten element powoduje spadki napięcia zależne od temperatury. Następnie zmierzony sygnał napięciowy w mikroprocesorze MP, przetwarza się temperaturę.

P rzy kład 2

Miernik temperatury wykonany jak w przykładzie pierwszym, z tą różnicą, że obwód źródła prądowego OZ ma siedem elementów aktywnych obwodu źródła prądowego ZP połączonych z elementem biernym obwodu źródła prądowego BZ w postaci czternastu kondensatorów.

P rzy kład 3

Miernik temperatury wykonany jak w przykładzie pierwszym, z tą różnicą, że obwód mikroprocesora OP wyposażony jest w mikroprocesor MP połączony z dwoma elementami biernymi obwodu mikroprocesora BP w postaci dwóch kondensatorów.

Claims (1)

1. Miernik temperatury wyposażony w obwód termistorowy podłączony do mikroprocesora i obwód zasilający, znamienny tym, że ma obwód napięcia stałego (NW) połączony z obwodem stabilizacji napięcia (OS) posiadającym element aktywny obwodu stabilizacji napięcia (SN) połączony z elementem biernym obwodu stabilizacji napięcia (BN) wykonanym techniką grubowarstwową na podłożu z niskotemperaturowej ceramiki współwypalanej, przy czym obwód stabilizacji napięcia (OS) połączony jest z obwodem mikroprocesora (OP), z obwodem wizualizacji danych (OW), a także z obwodem źródła prądowego (OZ), przy czym pomiędzy obwód mikroprocesora (OP) i obwód źródła prądowego (OZ) włączony jest obwód termistorowy (OT), ponadto obwód mikroprocesora (OP) wyposażony jest w mikroprocesor (MP) połączony z co najmniej jednym elementem biernym obwodu mikroprocesora (BP) wykonanym techniką grubowarstwową na podłożu z niskotemperaturowej ceramiki współwypalanej, natomiast obwód źródła prądowego (OZ) wyposażony jest w co najmniej jeden element aktywny obwodu źródła prądowego (ZP) połączony jest z co najmniej jednym elementem biernym obwodu źródła prądowego (BZ) wykonanym techniką grubowarstwową na podłożu z niskotemperaturowej ceramiki współwypalanej.