Датчик экстремальных температур Советский патент 1988 года по МПК G01K7/01 

(Л

со 00

со 4

4

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике. Цель изобретения - расширение диапазона регистрируемых температур и повышение точности измерения. Выбор значения экстремальной температуры осушествляется установкой соответствуюшей рабочей точки на вольт-амперной характеристике туннельного диода 3 при помоши источника 5 управляюш,его напряжения. 2 ил.

.f

I1

j Изобретение относится к контрольно- I измерительной технике, в частности к уст- Iройствам контактной термометрии для кон- :троля экстремальных температур. : Цель изобретения - расширение диа- пазона регистрируемых температур и повы- ; шение точности измерения. : На фиг. 1 приведена структурная схема датчика экстремальных температур; на фиг. 2 - вольт-амперная характеристика туннельного диода.

Датчик экстремальных температур содержит генератор СВЧ-колебаий 1 термочувствительный СВЧ-транзистор 2, туннельный диод 3, дроссель 4, источник 5

2

вает скачкообразное перемещение рабочей точки туннельного диода 3 () за счет дальнейшего изменения (увеличения) напря- жения в базовой цепи термочувствительного СВЧ-транзистора 2.

Результатом такого перемеодения рабочей точки является скачкообразное изменение (начинает преобладать индуктивный характер реактивной составляющей полного входного сопротивления термочувстви- 10 тельного СВЧ-транзистора 2) полного сопротивления схемы датчика, что приводит в конечном итоге к изменению (отрицательного в положительный) знака фазового сдвига и изменению (уменьщению) амплиуправляющего напряжения, конденсатор 6. туды СВЧ-колебаний на выходе. Обратное Устройство работает следующим образом. изменение (уменьшение) температуры вызы- В начальный момент времени на выходе генератора СВЧ-колебаний 1 имеются колебания, частота которых выбрана с таким условием, чтобы реактивная составляющая полного входного сопротивления термочувствает обратную реакцию на выходе, т. е. перемену (положительного в отрицательный) знака фазового сдвига и изменение (увеличение) амплитуды СВЧ-колебаний до 20 начальных значений.

вительного СВЧ-транзистора 2 имела индук-Таким образом, выбор значения экстретивный характер (чему соответствует поло- мальной (минимальной или максимальной) жительный фазовый сдвиг).температуры осуществляется установкой

Источником 5 управляющего напряжения соответствующей рабочей точки на вольт- устанавливается определенное положение амперной характеристике туннельного диода

рабочей точки туннельного диода 3 на вольт-

амперной характеристике (например А ), которому соответствует определенная вели:чина полного сопротивления (активной и

I реактивной составляющих) туннельного дио: да 3, причем реактивная составляющая имеет

1 емкостный характер (отрицательный фазо1 вый сдвиг) на частоте колебаний генера тора СВЧ-колебаний 1.

; На выходе устройства наблюдаются

; СВЧ-колебания определенной амплитуды,

I сдвинутые по фазе относительно колебаний

генератора СВЧ-колебаний 1 на опредеiленную величину, причем вследствие пре : обладания емкостного характера реактивной составляющей полного сопротивления тун:нельного диода 3 фазовый сдвиг отрицателен. Изменение (повыщение) температуры 40 дроссель, источник управляющего напряжё; вызывает изменение (увеличение) напряже- ния и конденсатор, причем первый вывод ге: ния в базовой цепи термочувствительного

: СВЧ-транзистора 2 (фиг. 2. ) за счет изменения (увеличения) обратного тока

эмитгер-базового перехода СВЧ-транзисто45

3 при помощи источника 5 управляющего напряжения, причем приведенный пример (фиг. 2, точка А ) соответствует датчику максимальной температуры, а для датчика минимальной температуры следует устано- 30 вить другую рабочую точку (например, Б фиг. 2), устройство при этом работает аналогичным образом.

Формула изобретения

Датчик экстремальных температур, содержащий генератор колебаний и туннельный диод, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регистрируемых температур и повыщения точности, в него введены термочувствительный СВЧ-транзистор,

ра 1, следствием чего является перемещение ( фиг. 2) рабочей точки на вольт-амперной характеристике туннельного диода 3. При достижении температурой заданного значения (на фнг. 2,точка А) устройство оказывается в состоянии неустойчивого равновесия. Любое последующее изменение (повышение) температуры вызы50

нератора колебаний, выполненного в виде генератора СВЧ-колебаний, подключен к эмиттеру термочувствительного СВЧ-транзистора база которого соединена с первым выводом дросселя и анодом туннельного диода, катод которого соединен с вторым выводом генератора СВЧ-колебаний и отрицательным полюсом источника управляющего напряжения, положительный полюс которого подключен к второму выводу дросселя, а коллектор СВЧ-транзистора подключен к первому выводу конденсатора.

2

вает скачкообразное перемещение рабочей точки туннельного диода 3 () за счет дальнейшего изменения (увеличения) напря- жения в базовой цепи термочувствительного СВЧ-транзистора 2.

Результатом такого перемеодения рабочей точки является скачкообразное изменение (начинает преобладать индуктивный характер реактивной составляющей полного входного сопротивления термочувстви- 0 тельного СВЧ-транзистора 2) полного сопротивления схемы датчика, что приводит в конечном итоге к изменению (отрицательного в положительный) знака фазового сдвига и изменению (уменьщению) ампли туды СВЧ-колебаний на выходе. Обратное изменение (уменьшение) температуры вызы-

туды СВЧ-колебаний на выходе. Обратное изменение (уменьшение) температуры вызы-

вает обратную реакцию на выходе, т. е. перемену (положительного в отрицательный) знака фазового сдвига и изменение (увеличение) амплитуды СВЧ-колебаний до 20 начальных значений.

соответствующей рабочей точки на вольт- амперной характеристике туннельного диода

3 при помощи источника 5 управляющего напряжения, причем приведенный пример (фиг. 2, точка А ) соответствует датчику максимальной температуры, а для датчика минимальной температуры следует устано- 0 вить другую рабочую точку (например, Б фиг. 2), устройство при этом работает аналогичным образом.

Формула изобретения

дроссель, источник управляющего напряжёДатчик экстремальных температур, содержащий генератор колебаний и туннельный диод, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регистрируемых температур и повыщения точности, в него введены термочувствительный СВЧ-транзистор,

45

50

нератора колебаний, выполненного в виде генератора СВЧ-колебаний, подключен к эмиттеру термочувствительного СВЧ-транзистора база которого соединена с первым выводом дросселя и анодом туннельного диода, катод которого соединен с вторым выводом генератора СВЧ-колебаний и отрицательным полюсом источника управляющего напряжения, положительный полюс которого подключен к второму выводу дросселя, а коллектор СВЧ-транзистора подключен к первому выводу конденсатора.

Ui Ui

и

фиг.2