SU732685A1 - Устройство дл измерени температуры - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к устройствам дл  измерени  темпср;пуры, в которы С в качестве термочувствительного элемента используют с  полупроводниковые диоды.

Известны устройства дл  измерени  температуры , содержащие полупроводниковый диод, усилитель, резисторы, источник питани , регистратор 1 и 2.

Из извест)ых устройств наиболее близким по технической сущности  вл етс  устройство дл  измерени  температуры, содержащее в качестве термочувствительного элемента полупроводЕшковый даод, смещенный в пр мом направлении, стабилизатор тока, выполненный на операционном усилителе, инвертирующий вход которого соединен с выводом диода и через резистор с источником питани , а неинвентирующий вход соединен: с делителем напр жени  на переменном резисторе, подключенным к источнику питани  {3.

Недостатком :)гого устройства  вJ  eтc  его невысокое быстродействие, обусловленное тепловой инерциоршостью термочувствительного :)леменгл.

Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  устройства.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство введены резистор и конденсатор, причем выход усилител  через резистор соединен с другим выводом диода, соединенным через конденсатор с нулевой точкой источника питани .

На чертеже изображена схема устройства. Устройство дл  измерени  температуры содержит термочувствительный элемент - полупроводниковый диод 1, соединенный с выходомоперационного усилител  2 стабилизатора тока 3 через резистор 4, конденсатор 5, включенный между нулевой точкой источника питани  и точкой соединени  резистора 4 с диодом 1, резистивный делитель напр жени , 6 к которому подключен неинвертирующий вход операционного усилител  Д, резистор 7 и источник питани  8.

Claims (3)

1. Устройство работает следующим образом. Стабилизатор тока 3 обеспечивает разность потенциалов между инвертирующим и неинвер тирующим входами операционного усилител  2, равную нулю, и поддерживает неизменным значение тока la. через термочувствительный элемент 1. Зависимость падени  напр жени  Ug на термочувствительном элементе 1 от температуры ,можно записать в виде уравнени  пр мой: Ug,- А (Т-То), -температура, прин та  за ноль диапазона измерений; -температура термочувствительного элемента 1; -падение напр жени  на термочувствительном элементе при А - посто нный коэффициент (чувствительность термочувствительного элемента). Напр жение на выходе операционного усилител  с учетом инерционности термочувствительного элемента равно: -температура измер емой среды; -напр жение на положительной клемме источника питани ; -масштабный коэффициент резистив ного делител ; . - сопротивление резистора 4; -производна  температуры по врем ни; -емкость конденсатора 5; -посто нна  времени 1ермочувствительного элемента. При выполнении условий CR. T; + igRj напр жение на выходе операционного усилител  пр мо пропорционально изменению температуры среды, окружающей термочувствительный элемент, и мало зависит от инерцио i-oc-iH термочувствительного элемента: и А(Тс - TO). При изменении температуры среды TC, окру жающей термочувствительный элемент, темпера тура Т термочувствительного элемента измен етс  со скоростью, пропорциональной разности (TC-Т) между температурой окружающей сред и температурой термочувствительного элемента При увеличении (уменьшении) температуры термочувствительного элемента 1 падение напр жени  на термочувствительном элементе умень щитс  (увеличитс ) пропорционально изменени температуры термочувствительного элемента, а через конденсатор 5 потечет тбк, пропорциональный скорости изменени  температуры тер мочувствительного элемента . Ток через резистор 4 уменьшитс  (увеличик ) нп величину, равную значению тока через конденсатор 5, при этом соот ветственно уменьшитс  (увеличигс ) падение 54 напр жени  на резисюре 4 на величину, пропорциональную скорости изменени  температуры термочувствительного элемента а, следовательно , пропорциональную разности между температурой окружающей среды и температу рой термочувствительного элемента. Напр жение на выходе операционного усилител  изменитс  на величину, равную сумме падений напр жений на термочувствительном элементе и на резисторе 4, то есть на величину пропорциональную изменению температуры окружающей среды. Подключение термочувствительного элемента к выходу операционного усилител  через резистор и соединение общей точки этого резистора и термочувствительного элемента с нулевой точкой источника питани  через конденсатор повыщает быстродействие устройства. Испытани  показали, что быстродействие устройства дл  измерени  температуры с термочувствительным элементом - кремниевым диодом КД102А по сравнению с известным устройством , в котором используетс  тот же термочувствительный элемент, повыщено в 13 раз. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  температуры, содержащее в качестве термочувствительного элемента полупроводниковый код, смещенный в пр мом направлении, стабилизатор тока, выполненный на операционном усилителе, инвертирующий вход которого соединен с выводом диода и через резистор с источником питани , а неинвертирующий вход соединен с делителем напр жени  на переменном резисторе , подключенным к источнику питани , отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи  устройства, в него введены резистор и конденсатор, причем выход усилител  через резистор соединен с другим выводом диода, соединенным через конденсатор с нулевой точкой источника, питани . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Кривоносов А. И. Полупроводниковые датчики температуры. М.. Энерги , 1974, с. 105, рис. 3-7.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 287358, кл. О- 01 К 7/16, 1969.
3. 3.Кох. Линейный термометр на диоде или транзисторе. Электроника 1976, № 10, с.60 рис. 2 (прототип).

   9

   И7

   +

   cz