Преобразователь температуры в частоту Советский патент 1987 года по МПК G01K7/14 

Изобретение относится к технике измерения температуры, в частности к преобразователям температуры в частоту, и может быть использовано для

измерения температуры различных сред

и тел в составе многоканальных информационно-измерительных систем и автоматических установках.

Цель изобретения - повьшение точ- ности преобразования температуры в частоту.

На чертеже представлена электрическая схема преобразователя температуры в частоту.

Преобразователь температуры в частоту содержит генератор 1 импульсов на аналоге управляемого инжекционно- полевого транзистора, выполненный на полевом двухзатворном транзисторе 2 и биполярном транзисторе 3, причем исток полевого транзистора . подключен к общей точке соединения резис-

тора А и конденсатора 5, а лярного транзистора 3 соединена со стоком полевого транзистора 2. Генератор импульсов содержит также резистор 6 нагрузки, соединенный одним выводом с общей точкой сое динения колектора биполярного транзистора 3 и первого затвора полевого транзистора 2 , а также резистор 7, соединенный одним выводом с общей точкой соединения базы биполярного транзистора 3 и стоком полевого транзистора 2. Преобразователь температуры в часто- ту содержит также делитель 8 напряжения, состоящий из резисторов 9 и 10, терморезистор 11, источник 12 стабильного тока, выполненный на полевом транзисторе 13 и резисторе 14, и источник 15 питания.

Преобразователь работает следукг- щим образом.

При прохождении тока через термо резистор 1 на нем возникает паде- ние напряжения, зависящее как от то- ка, так и от измеряемой температуры Величина тока регулируется и стабилизируется источником 12 стабильного тока. Этим достигается зависимость падения напряжения на терморезисторе I1 только от температуры. Сигнал с терморезистора 11 через делитель 8 напряжения ; подается на второй затво полевого транзистора 2 и регулирует частоту импульсов генератора 1. С повышением температуры терморезистора 11 падение напряжения на нем уменшается, что приводит к увеличению

частоты выходных импульсов генератора 1. Соотношение величин сопротивлений- резисторов 9 и 10 делителя 8 напряжения задает смещение на втором затворе полевого транзистора 2. Период следования импульсов t на сопротивлении нагрузки 6 генератора 1 равен

С,

Е и

Bkft

Например

R,-C,-ln gЕ

E-Ue,A

где RI - сопротивление резистора 4; емкость конденсатора 5; напряжение источника питания ;

напряжение включения аналога управляемого инжекцион- но-полевого транзистора, которое линейно зависит от напряжения на втором затворе Ц

per

25

где

35 40

и,

per

30

а,Ъ параметры аналога инжекци онно-полевого транзистора В качестве терморезистора 11 используют прибор с экспоненциальной зависимостью сопротивления от величины, обратной температуре ь

Е(т)Ае ,

де А,В - постоянные параметры терморезистора I 1.

В этом случае

(V т UO 1 9+Hlo

.-(.л-1фАе ; ,

и,

де

per 9 1о1с 40

сопротивление резисторов 9 и 10;

ток, протекающий через терморезистор 11.

Резисторы 9 и 10 выбирают так, чтобы выполнялось равенство

Е

1-Ъ

тогда частота нератора 1

Н,+К.„

й7

выходных импульсов f т +.

R7C7 Б

С - параметр преобразователя тем-- пературы в частоту, который обращается в ноль при условии .

3 1

Е .|5...ь.1„д.

Линейная зависимость частоты преобразователя от температуры позволяет использовать для регистрации стандартные частотомеры.

Формула изобретения

Преобразователь температуры в частоту, содержащий терморезистор, источник питания, генератор импульсов и делитель напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования.

Редактор М.Петрова

Составитель А.Щедрин Техред М.Моргентал

Заказ 5553/36 Тираж 776Подписное

ВНИИПИ 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

52245

в него введен источник стабильного тока, а генератор импульсов выполнен на аналоге управляемого инжекционно- полевого транзистора, делитель напряжения выполнен в виде двух резисторов, причем второй затвор аналога управляемого инжекционно-полевого транзистора соединен с выходом делителя напряжения, одно плечо которого соединено с плюсом источника питания, другое - с точкой соединения первых выводов источника стабильного тока и терморезистора, вторые выводы кото- 5 рых соединены соответственно с плюсом И минусом источника питания.

.5

10

Корректор Н.Король

Изобретение может быть использовано для измерения температуры различных сред и тел в составе многоканальных информационно-измерительных систем и автоматических установках. Цель изобретения - повьшхение точности преобразования температуры в частоту. При прохождении тока через терморезистор 11 на нем возникает падение напряжения, зависящее как от тока, так и от измеряемой температуры. Величина тока регулируется источником 12 стабильного тока. Этим достигается зависимость падения напряжения на терморезисторе 1I от температуры. Сигнал с терморезистора 11 через делитель 8 напряжения подается на затвор транзистора 2 и регулирует частоту импульсов генератора 1. С повышением температуры терморезистора 11 падение напряжения на нем уменьшается, что приводит к увеличению частоты вьЕходных импульсов генератора 1. Соотношение величин сопротивлений резисторов 9 и 10 делителя 8 напряжения задает смещение на затворе транзистора 2. 1 ил. (Л