Преобразователь температуры с времяимпульсным выходом Советский патент 1987 года по МПК G01K7/16 

11

Изобретение относится к измерению температуры, а именно к аппаратуре для преобразования температуры в период колебаний генератора импульсов .

Цель изобретения - повышение чувствительности .

На фиг. 1 представлена электрическая схема преобразователя; на фиг. 2 - график фукционирования.

Преобразователь те тературы с времяимпульсным выходом содержит операционный усилитель 1 с цепями положительной и отрицательной обрат ной связи, состоящими из резисторов 2-4, первого терморезистора 5, конденсатора 6, дополнительных термозависимых конденсаторов 7.1,.,.,7.п, второго терморезистора 8 и дополнительных терморезисторов 9.1,...,9.п причем температурные коэффициенты резисторов и конденсаторов 1меют од знак.

Преобразователь температуры работает следующим образом.

Пример использования терморезисторов с отрицательным температурньм коэффициентом сопротивления (ТКР) и конденсаторов с отрицательным температурным коэффициентом емкости (ТКЕ Изменение температуры, например увеличение ее, приводит к уменьшению порогового напряжения на неинвертирующем входе операционного усилител и постоянной времени цепи перезаряда конденсатора Г .

Величина t в данной схеме зависи от значения порогового напряжения на неинвертирующем входе операционного усилителя и от произведения

(R2+R где R

эке

Экв

(С6+С7.1+...+С7.П), - эквивалентное сопротивление соединенных параллельно резисторов R8, R9.1,...,В9.п.

С увеличением температуры пороговое напряжение на неинвертирующем входе операционного усилителя уменьшается вследствие уменьшения сопротивления терморезистора R5. Если тепературные коэффициенты терморезисторов R8,R9.1,...,R9.п и конденсаторов С7.1,...,С7.п имеют один знак то одновременно уменьшаются значени сопротивлений и емкостей, что приводит к значительному уменьшению Т в функции температуры. В результате совместного действия этих факторов

5

0

5

0

5

0

5

0

5

расширяется диапазон изменения периода колебаний генератора и увеличивается точность измерения температуры за счет увеличения крутизны преобразования.

В зависимости от величин сопротивлений резисторов и емкостей конденсаторов, подключенных последовательно и параллельно к терморезисторам R5, R8, R9. 1 ,. . . ,R9.n и конденсаторам С6 ,С7.1,...,С7.п можно получить различные характеристики преобразования (например, характеристику, представленную на фиг. 2), что особенно важно при контроле температуры в широком диапазоне t -t температур с возможностью точного измерения ее в узком участке, ограниченном температурами t 2 и tj (фиг. 2). Это важно при

контроле технологических процессов. Число наклонных и круто падающих участков можно изменять изменением числа терморезисторов, подключаемых параллельно терморезистору R8, и конденсаторов, подключаемых параллельно С6 и С7.1, Температурные коэффициенты терморезисторов и конденсаторов должны быть такими (а также их номиналы), чтобы обеспечивалось последовательное вступление их в работу при изменении температуры. Например, установив в качестве терморезистора R8 низкотемпературный, а в качестве R9. - высокотемпературные терморезисторы, можно получить последовательную их работу по мере роста измеряемой температуры. Таким образом, установка терморезисторов и конденсаторов с температурными коэффициентами ТКР и ТКЕ, имеющими один знак с температурным коэффициентом, терморезистора R5, позволяет расширить диапазон изменения периода колебаний генератора в функции температуры, увеличить чувствительность преобразователя и точность измерения температуры, а также расширить возможности преобразователя в отношении формирования заданной характеристики преобразования.

Формула изобретения

I. Преобразователь температуры с времяимпульсным выходом, содержащий операционный усилитель выходом подклгоченный к одному вьгаоду первого резистора и через второй резистор

к неинвертирующему входу, соединенному через третий резистор с общей шиной, параллельно которому подсоединен первый терморезистор, при этом инвертирующий вход операционного уси- лителя соединен с общей шиной через конденсатор, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, в него введены второй терморезистор, включенный между инвертирующим входом и другим выводом первого резистора, и дополнительный конденсатор с температурным коэф

фициентом емкос ти отличным от нуля.

5

68584

подключенный параллельно конденсатору.

2. Преобразователь по п. 1, о т - л и чающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения и ловышения чувствительности внутри этого диапазона параллельно дополнительному конденсатору подключены термозависимые конденсаторы с различными значениями емкости, а параллельно второму терморезистору подключены дополнительные терморезисторы с различными величинами сопротивлений .

W

О t

Составитель Е. Зыков Редактор С. Лисина Техред М.Ходанич Корректор С. Шекмар

Заказ 766/42 Тираж 777Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

фиг. 2

Изобретение относится к аппаратуре для преобразования температуры в период колебаний генератора импульсов. Цель изобретения - повышение чувствительности устройства. С увеличением теьтературы пороговое напряжение на неинвертирующем входе операционного усилителя 1 уменьшается за счет згменьшения сопротивления терморезистора 5. Если температурные коэффициенты терморезисторов R8, R9.1,... ...,R9n и конденсаторов С7.1,.. . ...,С.7п имеют один знак, то одновременно уменьшаются значения сопротивлений и емкостей, что приводит к уменьшению постоянной времени, цепи перезаряда конденсатора 6. Температурные коэффициенты терморезисторов R.9.15...,R.9п и конденсаторов С7 . I ,. . . ,С7. п доляснр быть таким, чтобы обеспечивалось последовательное вступление их в работу при изменении температуры. 2 ил. ю С ж о 00 01 00 Фиг,1