Устройство для измерения температуры Советский патент 1976 года по МПК G01K7/16 

1

Изобретение относится к области температурных измерений.

Известны устройства для измерения температуры, содержащие терморезистор, включенный в мостовую измерительную схему, состоящую из измерительного прибора, включенного между эмиттерами двух основных транзисторов, коллекторы которых подключены к источнику питания, а базы, соответственно, соединены с коллекторами двух дополнительных транзисторов, эмиттеры которых подключены к источнику опорного напряжения, а базы через резисторы подключены к источнику питания.

Однако эти устройства обладают недостаточной точностью измерения температуры.

Для повышения точности измерения в предлагаемом устройстве терморезистор включен между эмиттером основного и базой дополнительного транзисторов, а между эмиттером другого основного и базой другого дополнительного транзисторов включен резистор.

На чертеже показано описываемое устройство, содержащее два основных транзистора 1 и 2, между эмиттерами которых включен измерительный прибор 3. Коллекторы транзисторов 1 и 2 подключены к отрицательному полюсу источника питания L/n. Базы транзисторов 1 и 2 соединены с коллекторами дополнительных транзисторов 4 и 5, эмиттеры которых подключены к источнику отрицательного стабилизированного напряжения f/on, а базы через резисторы 6 и 7 с одинаковым сопротивлением, подключены к положительному полюсу источника питания. Терморезистор 8 включен между эмиттером транзистора 1 и базой транзистора 4, а между эмиттером транзистора 2 и базой транзистора 5 включен резистор 9.

Устройство работает следующим образом.

Транзисторы 1 и 2 работают в режиме прямой стабилизации токов, протекающих через резисторы 6 и 7. При этом падение напряжения на резисторах 6 и 7 сравнивается с опорным напряжением t/on, а сигналы разбаланса, усиленные с помощью транзисторов 4 и 5, управляют сопротивлением транзисторов 1 и 2 таким образом, чтобы поддержать токи, протекающие через резисторы 6, 8 и 7, 9 на заданном уровне. Если сопротивление резистора 9 равно начальному сопротивлению терморезистора 8 при его начальной температуре, то падения напряжений на резисторах 8 и 9 будут также равны, а следовательно, между эмиттерами транзисторов 1 и 2 разность потенциалов будет отсутствовать. При изменении температуры изменяется величина сопротивления терморезистора 8. Поскольку ток через терморезистор 8 практически не

меняется, то пропорционально изменению сопротивления терморезистора изменяется падение напряжения на нем, а следовательно, и разность потенциалов между эмиттерами транзисторов 1 и 2, которая фиксируется измерительным прибором 3.

Сопротивление резисторов 6 и 7 может превышать сопротивление терморезистора 8 в десятки раз.

При малых сопротивлениях терморезисторов разность напряжений база - эмиттер транзисторов 4 и 5 при всех колебаниях окружающей их температуры будет несоизмерима с падением напряжения на резисторах 6 и 7 и не приведет к заметной погрешности измеренрхЯ температуры.

Симметричные токовые режимы транзисторов 4 и 5 и их исключительно малые базовые токи обеспечивают низкий уровень напряжения база-эмиттер транзисторов 4 и 5 и их разности, что наряду с высоким уровнем падения напряжения на токоизмерительных резисторах 6 и 7 практически полностью исключает возможную погрешность измерения при колебаниях температуры среды, окружаюш,ей транзисторы 1, 2, 4, 5, при работе устройства.

Точность измерения температуры со стандартным термометром сопротивления в диапазоне О-200С при колебаниях температуры окружающей среды в пределах 25±10°С не хуже 0,2%. Показания измерительного прибора не зависят от подключения к выходу устройства сопротивления нагрузки до десятков ом.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры, содержащее терморезистор, включенный в мостовую измерительную схему, состоящую из измерительного прибора, включенного между эмиттерами двух основных транзисторов, коллекторы которых подключены к источнику питания, а базы, соответственно, соединены с коллекторами двух дополнительных транзисторов, эмиттеры которых подключены к источнику опорного напряжения, а базы через резисторы подключены к источнику питания, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, терморезистор включен между эмиттером основного и базой дополнительного транзисторов, а между эмиттером другого основного и базой другого дополнительного транзисторов включен резистор.

,-

Х

Х/2

0 - ОЛ

+ .