Датчик-реле температуры Советский патент 1984 года по МПК G05D23/24 

Изобретение относится к автоматическому регулированию температуры и может применяться для защиты двигателей компрессоров в установках кондиционирования воздуха и холодильной техники.

Известны датчики-реле температуры, в которых в качестве чувствительного элемента используются полупроводниковые термотранзисторы. Датчик-реле состоит из чувствительного элемента - транзистора МП40, исполнительного реле, задатчиков температуры срабатывания, опорных стабилитронов ll.

Сигнал, подаваемый на исполнительный орган в данном датчике-реле температуры, является аналоговым по отношению к температуре. Это приводит к понижению точности работы датчика-реле, к неустойчивости срабатывания реле перед точкой срабатьшаность работы прибора, так как появляется дребезг контактов реле, их искрение и преждевременный отказ. Кроме того, чувствительные элементы на основе биполярных транзисторов не взаимозаменяемы. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является реле температуры (термосигнапизатор типа ТС-018. Оно состоит из чувствительных элементов - полупроводниковых термисторов, задатчика температуры срабатывания, исполнительног реле 2 . Недостатком данного реле темпера туры является небольшой рабочий диапазон температуры срабатывания и н взаимозаменяемость термисторов. Рас ширение температурного диапазона требует значительного увеличения количества термочувствительных элементов. Процесс срабатывания являет ся недостаточно фиксированным, что приводит к дребезгу реле, искрению контактов реле, а следовательно, понижает надежность работы прибора. Цель изобретения - расширение рабочего диапазона, обеспечение взаимозаменяемости чувствительных элементов, повышение надежности дат чика-реле в работе. Поставленная цель достигается тем, что в датчике-реле температуры содержащем чувствительныйэлемент, исполнительный переключающий элемент

задатчик температуры срабатьгаания, источник опорного напряжения, в качестве чувствительного элемента применен однопереходный транзистор, эмиттер которого соединен с резИстивным задатчиком температуры срабатывания, подключенным к источнику опорного напряжения, а последовательно с межбазовой цепью однопереходног транзистора включен испапнительный переключающий элемент срабатывания.

На фиг. 1 изображена упрощенная схема однопереходного транзистора, на фиг. 2 - вальт-ампернал характеристика однопереходного транзистора, на фиг. 3 - схема датчика-реле температуры.

Известна формула

82-5. напряжение включения однопереходного транзистораi 1 - отношение, определяющее собственный уровень включения однопереходного тран- зистора; Е - напряжение, приложенное к второй базе однопереходного транзистора, rg - сопротивление первой базы, rg - сопротивление второй базы, UQ - напряжение на диоде. звестно также, что напряжение UQ линейно зависит от тем-. иоде туры и - кт, и -. напряжение на диоде при , К - коэффициент пропорциональности;Т - контролируемая температура, . ледовательно + (Up - кт). тсюда следует, что напряжение чения одноперекодного транзистод(д линейно зависит от темпера. Рабочий диапазон температур ика-реле по сравнению с прототиимеющим диапазон, равный 65с использованием в качестве твительного элемента однопереого транзистора расширяется от с 60 до плюс 150°С. Кроме того, с использованием однопереходного транзистора повышается точность работы датчика-реле темпера туры благодаря более фиксированному изменению тока при достижении температуры срабатьгеания, что обеспечивается самой вольт-амперной характерис тикой однопереходного транзистора, которая (фиг.2) является релейной. Датчик-репе (фиг.З) состоит из чувствител ьного элемента однопереход ного транзистора 1, исполнительного переключающего элемента 2, задатчика 3 температуры срабатывания, источника 4 опорного напряжения. Датчик-реле температуры работает следующим образом. : Температура (напряжение) срабатывания Uc/ устанавливается задатчиком 3. При этом через исполнительный элемент протекает малый ток I;) , при достижении равенства (где напряжение срабатывания) происходит лавинообразное уменьшение Е§. Ток I-I скачкообразно возрастает, исполнительный переключающий элемент 514 срабатывает., при этом потенциал U скачкообразно падает одновременно с ростом тока Г( . Предлагаемый датчик-репе температуры был испытан экспериментально в лаборатории. Датчик-реле испытывался в диапазоне температур (-60)()С. Выпи использованы однопере. ходные транзисторы КТ117Л, КТ117Г. При этом результаты испытаний показали точность срабатьгеания в температурном диапазоне (-60)-(+150)°С, равную iO,1 С, что подтверждает полную взаимозаменяемость чувствительных Элементов. За счет новых взаимозаменяемых чувствительных элементов повышается надежность прибора, что позволит Намного продлить срок службы датчика-реле. Кроме того, благодаря более фиксированному изменению тока при достижении температуры срабатывания, устранения дребезга и искрения контактов сзлцественно повьпиается точность работы датчика-реле.

;t

X

..

-J

Фиг. У