Транзисторный термодатчик Советский патент 1978 года по МПК G01K7/01 

транзисторов, эмиттеры Л первых транзисторов подключены через резисторы к источнику прямого смещения, а эмиттер первого транзистора соединен с одним из входов измерительной схемы, второй вход которого подключен к базе последнего транзистора и общей точке источников смещення, что меньще числа последовательно соедииеииых транзисторов.

Для увеличеиия мощности выходного сигнала датчик снабжен по крайней мере одним транзистором, эмиттер которого через резистор, а коллектор неносредственно подключены к соответств}ющнм полюсам источников смещення, причем база транзистора соеднняется с эмнттером нервого транзистора датчика, а эмиттер с одним из входов измерительной схемы.

На фиг. 1 иоказана схема траизнеториого термодатчнка для Л 2 и общего числа транзисторов, равного пяти; на фиг. 2 - схема транзисторного датчика с дополнительной группой из двух транзисторов.

Транзисторный термодатчик состоит из последовательно соединенных транзисторов 1-5. База каждого из транзисторов, кроме последнего, соединяется с эмиттером последующего. База носледнего транзистора 5 иодсоедиияется к общей точке источников смещення 6 и 7, коллекторы всех транзисторов, кроме Л последних, соединены с эмиттерами следующих за ними транзнсторов. Например, при Л 2 соединение производится через один транзистор, т. е. коллектор первого соединяется с эмиттером третьего, коллектор второго - с э.миттером четвертого. При Л 3 соединение идет через два транзистора и т. д. Коллекторы последних транзисторов 4 и 5 соединены с источником 6 занирающего смещеиия. Эмиттеры нервых Л транзисторов 1 и 2 через резисторы 8 и 9 подсоединены к источнику 7 прямого смещения. Нзмерительная схема 10 связана с базой последнего транзистора 5 и эмиттером первого транзистора 1.

Возможно вынолнениз схемы транзисторного термодатчнка, у которого эмиттерные резисторы второго, третьего и т. д. из первых Л транзисторов нодключены к источнику 7 через резистор 8 транзистора 1, а коллекторы последних N транзнсторов 4 и 5 подключены к базе носледнего транзистора 5.

В транзисторном датчике (см. фиг. 2) в начале ценочкн у транзисторов 1, 2, 3, 4, 5 устанавливаются донолннтельные транзисторы 11 и 12. Их коллекторы нодсоединяются непосредственно к источнику 6 запирающего напряжения или базе иоследнего транзистора 5, эмиттеры через резисторы 13 и 14 - к источнику 7 прямого смещення, а один из выходов измерительной схемы 10 к эмиттеру транзистора И.

Транзисторный термодатчик (фиг. 1) работает следующим образом.

От источника 7 нрямого смещения задается при помощи резистора 8 ток эмиттера транзистора 1 (первого из ), выходя из коллектора, он нонадает в эмиттер следующего за ним через . транзистора 3, затем в эмиттер Г) и отбирается с его коллектора источником 6 занираюн1его смсмдения. Ток др)гого из Л транзнсторов (транзистора 2) задается резнстором 9 и, проходя через эмиттер транзистора 4, выводнтся через его коллектор. Аиалогичио протекают токи через траизисторы и нри jV 2.

Нрн изменении измеряемой температуры изменяется величина иадения ианряжения на эмиттер-базовых нереходах транзисторов 1, 2,

3,4, 5, и термочувствительный сигнал, снимаемый между эмиттером траизнстора 1 и базой

транзистора 5, нодается иа измерительную схему 10.

Работа термодатчнка показанного иа фиг. 2, заключается в следующем.

Для увеличения отбираемой от тер.модатчнка мощности без увеличения тока, нротекающего но основной группе транзнсторов 1, 2, 3,

4,5 коллекторы транзисторов И и 12 непосредственно подключены к источнику 6, т. е. ток транзисторов 11 и 12 выведен из термодатчика. При этом ток транзисторов 11 и 12 МОжио сделать значительно большим, чем ток основной грунны транзнсторов 1, 2, 3, 4, 5, где желателен небольшой ток, так как нри этом оптимизируются многие нараметры термодатчика. Благодаря подключению измерительной схемы 10 между эмиттером транзистора 11 и базой транзистора 5 величина тока, иоступающего в измерительную схему 10, оказываетея больщой.

Термометрическим нараметром термодатчика является сумма падений напряжения на эмиттер-базовых переходах всех транзнсторов, а ее изменение с температурой (чувствительность) приблизительно равно 2,5-К мВ/град, где К-число транзисторов. Например, при -/(40 чувствительность достигает 100 мВ/ /град. При использовании в качестве измерительиой схемы моста, отклонения от нелинейности в диапазоне 100 град, может быть меньще 0,1%. Из схемы соединения следует, что каждый из транзнсторов, входящих в термодатчик,, работает во всем интервале темиератур.

Конструктивио термодатчик может вынолняться как из отдельных транзисторов, так и в виде единой иитегральной схемы, что особенно выгодно нри больщом числе переходов. Эмиттерные резисторы могут находится как в

корнусе термодатчика, так и вне. Таким образом, последовательное соединение эмиттербазовых переходов в сочетании с соединением коллекторов онисаниым выиле способом и работа каждого из транзисторов во всем диапазоне темнератур позволяет иолучить высокую чувствительность, почти не меняющуюся в рабочем диапазоне.

В преллагаемом термодатчике отсутствуют резисторы в цепях баз транзисторов, что позволяет обеспечить ВЫСОКУЮ стабильность и

пдентичность характеристик различных ооразцов.

Формула изобретения

1. Транзисторный термодатчик, содержащий ряд последовательно соединенных транзисторов, источники прямого и запирающего смещения, включенные иоследовательно, и измерительную схему, отличающийся тем, что, с целью повышения линейности и стабильности характеристик датчика, все эмиттер-базовые переходы транзисторов включены иоследовательно, коллекторы всех, кроме N последних транзисторов, подключенных к источнику запирающего смси,епия, соединены с эмиттерамп следуюпи1х за ними через .1 транзисторов, эмиттеры Л первых транзисторов подключены через резисторы к источнику прямого смещения, а эмиттер первого транзистора соединен с одним из входов измерительной схемы, второй вход которой подключен к

оазе последнего транзистора и общей точке псточнпков смещения, где Л меньше числа носледовательно соединенных транзисторов.

2. Транзисторный термодатчик по п. 1, отличающийся тем, что, с целью увеличения мощности выходного сигнала датчик снабжен но крайней мере одним транзистором, эмиттер которого через резистор, а коллектор непосредственно подключены к соответствующим полюсам источнпков смещения, причем база транзистора соединяется с эмиттером первого транзистора датчика, а эмиттер с одним из входов измерительной схемы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 154110 кл. G 01D 23/19, 1962.

2.Авторское свидетельство СССР № 361398, кл. G 01К 7/22, 1971.

3.Авторское свидетельство СССР N° 254137, кл. G 01К 7/24, 1968.

У U