ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ В ЧАСТОТУ Советский патент 1972 года по МПК G01K7/14 

Изобретение относится к области создания устройств для измерения температуры, в частности, преобразования температуры в последовательность электрических импульсов.

Известны преобразователи температуры в частоту, содержащие мультивибратор на транзисторах, например, р-п-р типа, во времязадающие цепи которого включены термодиоды, и излучающие диоды, находящиеся в оптической связи с фотоприемниками.

Недостатками подобных преобразователей являются ограниченный динамический диапазон работы и малая крутизна переднего фронта выходного прямоугольного импульса.

В предлагаемом преобразователе недостатки устранены тем, что излучающие диоды включены последовательно с термодиодами, например в эмиттерные цепи транзисторов, а фотоприемники включены в цепи формирования выходных импульсов, например, в коллекторные цепи транзисторов. Фотоприемники могут находиться в оптической связи с излучающими диодами эмиттерных цепей противоположных транзисторов и с дополнительными излучающими диодами, включенными последовательно с переменными резисторами в цепь источника питания, а также могут быть включены между минусовой клеммой источника питания и базами дополнительных транзисторов р-п-р типа, эмиттеры которых подключены к

плюсовой клемме, а коллекторы через резисторы- к минусовой клемме источника питания. Преобразователь может также содержать один дополнительный транзистор п-р-п типа, коллектор которого подключен к базе одного транзистора мультивибратора, а фотоприемник находится в оптической связи с излучающим диодом другого транзистора мультивибратора.

На фиг. 1 изображен основной вариант принципиальной схемы предлагаемого преобразователя; на фиг. 2-4 - его различные схемные модификации. Все указанные схемы обеспечивают получение одного и того же эффекта, однако они позволяют в зависимости от условий проведения измерений осуществлять различную пастройку преобразователя и добиваться требуемой чувствительности.

На чертежах обозначены: 1, 2 - фотоприемники (фоторезисторы), 3,4 - термодиоды, 5, 6,7,8 - инжекционные диоды, 9, 10 - конденсаторы, 11-14 - транзисторы, 15 - источник питания, 16, 17 - переменные резисторы,

18-21 - резисторы, 22 - фотодиод.

Работает преобразователь следующим образом.

пульсом. Динамический диапазон работы преобразователя определяется параметрами как разрядной цепи 3, 10 и 4, 9, так и зарядной цепи 1, 9 и 2, 10. Когда происходит разряд конденсатора 9 по цепи 4, 9, конденсатор Ю заряжается но цепи 3, 10. Крутизна переднего фронта выходного прямоугольного импульса определяется параметрами зарядной цени. Введение в разрядные цепи генератора инжекционных диодов 5, 6, находящихся в оптической связи с фоторезисторами 1, 2, включенными в коллекторные цени транзисторов 11, 12, позволяет автоматически изменять значение сопротивления коллекторной нагрузки транзистора пропорционально измеряемой температуре, что позволяет расширить динамический диапазон работы преобразователя и увеличить крутизну переднего фронта выходного импульса.

Схема преобразователя, изображенная на фиг. 2, отличается от рассмотренной выше следующим.

Инжекционные диоды 7, 8 включены в прямом направлении относительно источника питания 15 между эмиттерами транзисторов 13, 14 и плюсовой клеммой источника питания. Подобное включение диодов позволяет увеличить эффективность оптической связи между инжекционными диодами и фоторезисторами 1, 2. Инжекционные диоды 5, 6 дают возможность предварительной настройки схемы преобразователя путем предварительной засветки фоторезисторов.

На фиг. 3 представлена следующая модификация преобразователя.

Под действием зарядного тока, протекающего через инжекционный диод 5, траизистор 11 отпирается, разряжается конденсатор 9, в силу чего транзистор ,14 запирается и запирает в виду наличия оптической связи транзистор 12. Частота генерации подобного устройства определяется параметрами времязадающих цепей 3, 9 W. 4, 10. Здесь расширение динамического диапазона работы и увеличение крутизны переднего фронта выходного прямоугольного импульса достигается за счет независимости выбора значений резисторов 18-21

от значений базового тока, создаваемого термодиодами 3, 4. Выходной сигнал в данном преобразователе может сниматься с коллектора любого транзистора.

Этот преобразователь имеет повышенную чувствительность вследствие введения усиленного звена 22, 13 в разрядную цепь 19, 10 при сохранении других положительных качеств схемы.

Предмет изобретения

1.Преобразователь температуры в частоту, содержаший мультивибратор на транзисторах,

например, р-п-р-ттлпа, во времязадающие цепи которого включены термодиоды, и излучающие диоды, находящиеся в оптической связи с фотоприемниками, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона и увеличения крутизны переднего фронта выходного импульса, излучающие диоды включены последовательно с термодиодами, например, в эмиттерные цепи транзисторов, а фотоприемники включены в цепи формирования выходных импульсов, например, в коллекторные цепи транзисторов.

2.Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что фотоприемники находятся в оптической связи с излучающими диодами эмиттерных цепей противоположных транзисторов и с дополнительными излучающими диодами, включенными последовательно с переменными резисторами в цепь источника питания.

3.Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что фотоприемники включены между минусовой клеммой источника питания и базами дополнительных транзисторов р-п-р-типа, эмиттеры которых подключены к плюсовой клемме, а коллекторы через резисторы - к минусовой клемме источника питания.

4.Преобразователь по п. 3, отличающийся тем, что он содержит один дополнительный транзистор п-р-я-типа, коллектор которого подключен к базе одного транзистора мультивибратора, а фотоприемник находится в оптической связи с излучающим диодом другого транзистора мультивибратора.

1J(

-Н9

ч5 ЖЦ

/5

7

12

+