Устройство для дистанционного измерения температуры Советский патент 1991 года по МПК G01K7/22 H01L31/00 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерениям температуры объектов.

Цель изобретения - повышение чувствительности устройства в интегральном исполнении и линейности выходного сигнала.

На чертеже приведена электрическая схема устройства.

Устройство содержит фотоприемник 1, выполненный в виде N последовательно соединенных p-n-переходов, усилитель, выполненный в виде МДП-транзистора 2 с резистором нагрузки 3 в цепи источника, источник 4 питания, а также источник 5 излучения, первый 6 и второй 7 резисторы, образующие цепь смещения полупроводникового фотоприемника 1, а также регистратор 8.

Устройство работает следующим образом.

При воздействии теплового потока на фотоприемник 1 изменяется фотоЭДС холостого хода освещенных источником 5 излучения р-п-переходов.

Экспериментально установлено, что изменение фотоЭДС холостою хода УфЙ р-п- переходов фотоприемника 1 от температуры t выражается зависимостью

УФМ (t0) - at (t - to), где V(j(t0) - фотоЭДС холостого хода при температуре to;

ezt (1,8-2,5), мВ/°С - температурный коэффициент фотоЭДС.

При включенном источнике 4 питания через источник 5 излучения, первый 6 и второй 7 резисторы, образующие цепь смещения фотоприемникеа 1, протекает ток, при этом на выходе источника излучения имеет ся световой поток, падающий на фотоприемник 1, а напряжение на резисторе 7 равно напряжению смещения UCM. необходимому для обеспечения смещения р-п-переходов фотоприемника 1

сл

Не фслсприемы ч- t и„ ic -в t гельно соединенных p-n t,),. u oa/i ,«, облу1 с,,|ри его светоч1 м г гискен истомы v 5 излечения возникает фочеЗДС чо пггеш хода Ьфь, равная сумме 4 о ч ДСхог г го хода Jci, где 1,, .,, каждого из п переходов. Так какфотгтриемнл 1 выклчег групповым методом пс млтсгоаяььой .олу проводниковой техно , все р-n-r еоехс- AL1 имеют идентичные харэ-перис :кп, следовательно, Уф5 - Иф При эгсм Рспурмач ЗРЗИСИМССГ -. сгзпглем) jsa 1 определяет СР пыраженрем

lV( i) (t0}- «« -to)

Известие что напояven e ьз за ьиа МДМ-транзистора 2 onrr/i- -teien гу )М )й фптоЭДС нагряхсния смещения ф гл р1, емникл I, включенного ьг 8 о Иг)и этом ток стока МДП-тоанзистпра 2 рлчсч

icM- ttVW-ь-- и„, иф (. }

-Ntf,(t - to) 4 UCM - Unopf N Ctt(t to)3. ГДЈ U 1,° - П-иф М Ь JcM - l1 пор.

b - удельная крутизна МДЗП-трзнсисго- pa2,

Огиг) - пороговое напряжение M IJJ- ц.аьз /сторз „,

я выходное напряжение устромсгпя Uobivft равно

UBbl (t)-40 RH. i де R,, сигротквлеииз р зисгор t aipy J

3 оперимзнгаиь о ог ьовле 1. о теыператупн1я зависимость сдельном коу гизчч и и riOpo OBoro i апрл сепия Unon МДГ1 ра - эиоюра по ене чо,-1 ira поря до. лз ьше темпера урмг л за снюсти ФОтоЭДС холосто & хода (Ьоготриом,; VD i, оотому их изг енепмр выход ч о го нл1ря 1ения усгаойстрп про исГ речь

Значение «гтр$ хениг ивпх(0 отобрз сае.ся на pori/ с i риторе 8

о- чзст.о п-п-пере- сдов Фогоприем 4t i зэнае я. исходя и велич ны поро- fjooto мпряж8нмг1 МДП транзисторе.

i СЧ НОС ГИ И ,ПУ в13М1 HC ;4 tHKo 5 ИЗГ1УЧ8 МП

м naripsx НИР смещения осп нч втором рр- зис.оре

/1згоЮ 3/ ениь фотоприемникз 1 из 15 носледовс сльно соединенных р-л-лерехо- чсв по ci3H интегральной КСДИ/ г- х ологи, размещенных на одном

ф лгтчплс рьзмсром 2x2 мм с МДП-транзисором 2, позволило устройство с

lyiciBii ельносгью 09 мВ/°С в диапазоне

температур о 50 до +70°С При этом в ка) честю 1сточ1,п/а 5 /13пученич использовали чиниогюрнугС памги у накьлксания обес- осьещенность 300 л, а все v(-иплство было размеи рно в стандартном корпусе тип i отверстиями в крышке

) корпус

Так лм образом устройство обеспечивает jwc жую увстви гельность при его интегральное исгючненпи, пр4 обеспечивается инейность выходного сигнала в ширкоом

Ј iHdMMMeCico. i дг.

Ф -) ч - а изобретение /гтро / fpo длч р стапчионьэго чзмере- i /ir (емпрр туры сг ер кащее фотопрмем- ||цк, Р 1пилмэннын п е,. ;е N последовательно осди м.ых p-n-перехидсв выход которо- о подключен У входу усилителя а также - г.ник питания, свьзглчиый с фотоприем- s 140V чьрез впь смеч ен 1я ц с усилителем, or/ ичающеесп тем, что, с целью пгышп-шя чувствительности устройства в м егргпьно . иг(юлненки и линайносги вы- од| сигнала, оно дополнит ельчо содержит сточник излучения, оптически связанный с отс чЛлемнйксФ и включенный в цепь смещение при 3iOM входное сопротивтение уил пелч не f.,6riee, чем не порядок больше выходюго сэпротивленич фотоприемника

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерениям температуры объектов. Цель изобретения - по - шение чувствительности устройства в интс - ральном исполнении и линейность выходного сигнала. Суть изобретения заключается в использовании изменения фо- тоЭДС холостого хода p-n-переходов, на базе которых выполнен фотоприемнмк, в зависимости от температуры. Изготовление фотоприемника из 15 последовательно соединенных p-n-переходов по стандартной интегральной КСДП-технологи.и, размещенных на одном кристалле размером 2x2 мм с МДП-транзистором, на базе которого выполнен усилитель устройства, позволяет создать устройство с чувчтвительносгью 109 мВ/°С в диапазоне температур от -50 до +70°С. 1 ил.