Преобразователь температуры в частоту Советский патент 1990 года по МПК G01K7/14 

фиг.1

10

31538061

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к дистан- ционному измерению температуры,

Цель изобретения - повышение эффективности за счет раздельного регулирования частоты и амплитуды сигналов .

На фиг о 1 приведена схема преобразователя температуры; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.

Преобразователь содержит сопротивление нагрузки, тиристор 2, первый конденсатор 3, термочувствительный элемент (например, терморезистор 4, первый 5 и второй 6 резисторы, конденсатор 7, который выполнен переменным, источник 8 питания.

На фиг о 1 изображен участок цепи аб, включенный в цепь катода тиристора 2.

Преобразователь работает следующим образом.

При подключении устройства к источнику 8 питания первый конденсатор 3 заряжается по цепи; плюсовая клемма источника 8 - сопротивление нагрузки 1 - первый конденсатор 3 - минусовая клемма источника, а вто15

20

25 э

В момент времени t, напряжение на первом конденсаторе Uc, достигнет величины, при которой ток управляющего электрода тиристора 2 достигнет величины отпирающего тока управления (при данном напряжении на тиристоре) и тиристор отпирается. При 25 этом практически все напряжение Uc, (за вычетом падения напряжения на самом открытом тиристоре) окажется приложенным к участку цепи аб. Напряжение скачком возрастает,

рой конденсатор 7 заряжается по цепи; 3Q a затем начинает убывать с убыванием

напряжения Uc,, а напряжение UC7 на втором конденсаторе 7 в это время

плюсовая клемма источника 8 - сопротивление нагрузки 1 - термочувствительный элемент 4 - переход управляющий электрод-катод тиристора 2 - второй конденсатор 7 - второй резне- , тор 6 - минусовая клемма источника 8. 35 Под действием напряжения VaS протекает ток и по резистору 5

Так как схема устройства охвачена единым переходным процессом при подключении его к источнику, то постоянная времени заряда конденсаторов одна и та же и определяется параметрами всех элементов схемы. Но при этом напряжение на первом конденсаторе UC1 стремится к установившемуся значению, равному напряжению источника питания U, т.е. U C1;y U, а напряжение на втором конденсаторе стремится к напряжению на первом резисторе

40

45

5, т„е„ U

cav

y.ЈXLили Ucw- Uae,,

U«Sy - Ry U К„.+К5 э

50 (фиг, 2)

U

U).

Re (так как

C1 - v/ .gg

По мере заряда первого конденсатора 3 напряжение на нем UCl(t) возрастает по закону экспоненты (фиг. 2). При этом и напряжение иаБ(Ь)

экспоненциально нарастает, причем ток заряда в нем экспоненциально убывает. При этом, ток в силовой цепи тиристора 2 убывает и в момент времени tj он становится меньше тока удерживания тиристора и тиристор запирается. С этого момента первый конденсатор 3 начинает снова заряжаться, а второй конденсатор 7 начинает разряжаться через резисторы 5 и 6 и т.д., цикл работы устройства повторяется.

Изменяя величины сопротивления резистора 6 и емкости конденсатора 7, можно в широких пределах изменять момент запирания тиристора, а следовательно, изменять частоту импульсов При этом в широких пределах можно изменять и амплитуду импульсов.

Формула изобретения

Преобразователь температуры в частоту, содержащий генератор импульсов, состоящий из последовательно соединенных тиристора и первого переменно

R5 также

возрастает по зако5

R4+RS ну экспоненты.

Так как сопротивление второго резистора 6 невелико, в предельном случае оно может быть равно нулю, и так как сила тока в ветви, содержащей второй конденсатор 7 и второй резистор 6, по мере заряда конденсатора уменьшается, то в первом приближении падением напряжения на резисторе 6 можно пренебречь по сравнению с падением напряжения на конденсаторе 7. При этом можно считать, что в тече

ние времени заряда первого конденсатора 3 iUc (фиг. 2)

В момент времени t, напряжение на первом конденсаторе Uc, достигнет величины, при которой ток управляющего электрода тиристора 2 достигнет величины отпирающего тока управления (при данном напряжении на тиристоре) и тиристор отпирается. При этом практически все напряжение Uc, (за вычетом падения напряжения на самом открытом тиристоре) окажется приложенным к участку цепи аб. Напряжение скачком возрастает,

a затем начинает убывать с убыванием

5

0

5

0

g

экспоненциально нарастает, причем ток заряда в нем экспоненциально убывает. При этом, ток в силовой цепи тиристора 2 убывает и в момент времени tj он становится меньше тока удерживания тиристора и тиристор запирается. С этого момента первый конденсатор 3 начинает снова заряжаться, а второй конденсатор 7 начинает разряжаться через резисторы 5 и 6 и т.д., цикл работы устройства повторяется.

Изменяя величины сопротивления резистора 6 и емкости конденсатора 7, можно в широких пределах изменять момент запирания тиристора, а следовательно, изменять частоту импульсов. При этом в широких пределах можно изменять и амплитуду импульсов.

Формула изобретения

Преобразователь температуры в частоту, содержащий генератор импульсов, состоящий из последовательно соединенных тиристора и первого переменного резистора, параллельно которым включен конденсатор, терморезистор, подключенный одним выводом к управляющему электроду тиристора, а другим к его аноду, который через сопротивление нагрузки связан с полюсом источника питания, второй полюс которого подключен к второму выходу первого переменного резистора и первому вы

061

воду второго переменного резистора, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности за счет раздельной регулировки частоты и амплитуды сигналов, в него введен второй конденсатор, первая обкладка которого соединена с вторым выводом второго переменного резистора, а вторая обкладка - с катодом тиристора.

10

Изобретение может быть использовано в измерительной технике, в частности в системах управления и контроля с цифровой индикацией. Цель изобретения - повышение эффективности за счет раздельной регулировки частоты и амплитуды сигналов. Для этого между катодом тиристора 2 и выводом переменного резистора 6 включен конденсатор 7. 2 ил.

и,

М

Uc,

и.

Щ