Датчик температуры Советский патент 1992 года по МПК G01K7/14 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для -измерения температуры различных сред и тел в составе многоканальных систем и в автоматических установках,

Известен преобразователь температуры окружающей среды в электрический сигнал.

В известном устройстве преобразование измеряемой температуры в частоту электрических импульсов осуществляется в две ступени; на первой производится преобразование температуры в аналоговую величину (ток, напряжение); на второй ступени производится преобразование аналоговой электрической величины в цифровую форму.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь температуры в частоту.

Устройство содержит терморезистор, конденсатор, биполярный и полевой транзисторы, резисторы, образующие делитель напряжения, выход которого соединен с вторым затвором полевого транзистора, одно плечо которого соединено с полюсом источника питания, другое - с точкой соединения первых выводов источника стабильного тока и терморезистора, вторые выводы которых соединены соответственно с плюсом и минусом источника питания.

Известное устройство осуществляет, преобразование измеряемой температуры в частоту импульсов в две ступени. На первой ступени осуществляется преобразование аналоговой величины - температуры, в аналоговую величину - постоянное напряжение на выходе делителя напряжения. На второй ступени осуществляется преобразование аналоговой электрической величины в цифровую форму (частоту генерируемых импульсов).

Многоступенчатое преобразование измеряемой физической величины - температуры в частоту генерируемых импульсов, приводит к умножению погрешности двух ступеней преобразования (мультипликативной погрешности).

Наличие ступени преобразования температуры в аналоговое электрическое напряжение усложняет настройку измерительного преобразователя, увеличивает его габариты. Увеличение конденсатора, как правило, приводит к невозможности изготовления известного преобразователя температуры в частоту на интегральной микросхеме. Отсутствие стабилизирующих обратных связей схемы генератора приводит к температурной нестабильности частоты преобразователя, сужению диапазона перестройки по частоте.

Цель изобретения - миниатюризация датчика и повышение точности измерения за счет исключения ступени преобразования аналогового сигнала в частоту.

На фиг.1 и 2 приведены принципиальная электрическая схема и геометрия интегральной м-икросхемы, выполняющей функции датчика температуры.

Датчик температуры состоит из биполярного транзистора 1, полевого транзист ора 2, терморезистора 3 и первого и второго диффузионных резисторов 4 и 5. Полевой транзистор 2 включен по схеме, истокового повторителя, между истоком которого и общей шиной источника питания включен первый диффузионный резистор 4, а затвор полевогр транзистора 2 подключен к коллектору биполярного транзистора 1 и терморезистору 3, второй вы вод терморезистора 3 соединен с общей шиной, сток полевого транзистора 2 связан с базой биполярного транзистора 1 и одним выводом второго диффузионного резистора 5, второй вывод которого соединен с полюсом источника питания. Эмиттер биполярного транзистора 1 через третий диффузионный резистор 6 соединен с полюсом источника питания.

.Схема датчика температуры (фиг.1) ра-. ботает следующим образом.

При подаче напряжения питания по схеме открывается биполярный транзистор 1, вызывая открытие полевого транзистора 2. Увеличение тока стока полевого транзистора 2 и напряжения на втором диффузионном резисторе 5 приводит к переходу биполярного транзистора-2 в насыщенный режим. Увеличение тока коллектора биполярного транзистора 1 приводит к повышению падения напряжения на терморезисторе 3, что вызывает уменьшение тока стока полевого транзистора 2. Уменьшение трка стока полевого транзистора 2 приводит к уменьшению падения напряжения на втором диффузионном резисторе 5, что приводит к закрытию биполярного транзистора 1 и соответственно полевого транзистора 2. Рассасывание неосновных носителей в базе биполярного транзистора 1 за счет большого сопротивления канала транзистора 2 будет протекать относительно медленно, что приводит к затягиванию среза формируемого импульса. Наличие третьего диффузионного резистора 6 обеспечивает надежный переход биполярного транзистора 1 из открытого состояния в закрытое, что приводит к петлеобразной вольт-амперной характеристике.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения температуры различных сред и тел в составе многоканальных систем и в автоматических установках. Цель изобретения - миниатюризация датчика и повышение точности измерения за счет исключения ступени преобразования аналогового сигнала в частоту. Датчик температуры состоит из биполярного транзистора 1, полевого транзистора 2, терморезистора 3 и первого и второго диффузионных резисторов 4 и 5. Полевой транзистор 2 включен по схеме ис- токового повторителя, между истоком которого и общей ШИНОЙ питания включен первый диффузионный резистор 4, затвор полевого транзистора 2 подключен к коллектору биполярного транзистора 1 и терморезистору 3, второй вывод терморезистора 3 соединен с общей шиной, сток поле- вого транзистора 2 связай с базой биполярного транзистора 1 и одним выводом второго источника питания. Эмиттер биполярного транзистора 1 через третий диффузионный резистор 6 соединен с полюсом источника питания. 2 ил.слсJi^00ю о