Датчик температуры Советский патент 1978 года по МПК G01K7/32 

1

Изобретение отгюсится к области температурометрии.

Известен датчик температуры., по авт.св. № 1,83430, содержащий термочувствительный элемент и транзисторный блокинг-генератор, преобразющий температуру в последовательность импульсов, частота которых пропорциональна температуре, при этом в качестве термочувствительного элемента применен варистор, включенный в цепь базы транзистора блокинг-генератора l

Недостатком такого датчика является невысокая точность преобразования температуры в частоту следования импульсов, связанная с невысокой термостабильностью схемы.

Целью изобретения является повышение точности преобразования температуры в частоту следования импульсов.

Это достигается тем, что в предгаемый датчик введены регулируемый делитель напряжения на резисторах, включенный параллельно источнику питания, дополнительный конденсато и два дополнительных транзистора, причем первый дополнительный транзистор включен в цепь эмиттера ос2

новного транзистора, при этом его коллектор соединен с источником питаи 1я, 3tvBiTTep соединен с эмиттером основного транзистора, база соединена со средней точкой делителя напряжения, эьшттер второго дополнительного транзистора соединен с базой основного транзистора и обкладкой вре мязадающего конденсатора, а база через дополнительный конденсатор соединена со второй обкладкой времязадающего конденсатора.

Принципиальная схема описываемого датчика температуры представлена на

5 чертеже.

Датчик температуры содержит основной транзистор 1, дополнительные транзисторы 2,3,термочувствительный элемент - варистор 4, трансформатор

0 5, делитель напряжения на резисторах 6,7, времязадающий конденсатор 8, дополнительный конденсатор 9.

Датчик температуры работает следующим образом.

5

При изменении температуры меняется сопротивление чувствительного элемента 4, Изменение сопротивления чувствительиогоэлемента вызывает изменение частоты следования импульсов блокинг-генератора. Эмиттерный переход трай истора 3 включен в прямом направлении по цеп заряда конденсаторов 8,9. Кпагодаря этому дополнительный конденсатор 9 заряжается практически до одного уровня с конденсатором 8. При разря де конденсатора 8 после запирания .транзистора 1 эмиттерный переход транзистора 3 оказывается включенным в запирающем направлении и чере него протекает обратный ток 1 , который обеспечивает подзаряд ос«овного конденсатора 8, Благодаря этому осуществляется влияние компен сации тока 1 запертого; транзистора 1на разряд конденсатора 8. Дополни тельный транзистор 2 выполняет функ цию стабилитрона с напряжением стабилизации, определяемым падением напряжения на резисторе 7. Как всякий стабилитрон данный транзистор 2обладает положительным температур ным коэффици ентом по напряжению (TKU). В тоже время TKU порога отпирания основного транзистора 1 отрицателен. Для предложенного устройства период следования генерируемых прямоугольных импульсов определяется как , , (-1) где t - длительность импульса,сним емого с выходной обмотки импульсног трансформатора 5; tpaj время разряда конденсатор 8, определяемое в соответствии с за висимостью E-Ue-u где Т -базовое сопротивление транзи тора 1, С -емкость конденсатора 8, ЕП -натуральный логарифм, -напряжение заряда конденсато Е -напряжение .источника питания UQ-порог отпирания транзистора 1 при ненулевом напряжении на его коллекторе, и о Порог отпирания транзистора 1 при нулевом напряжении -на его кол лекторе, и -напряжение стабилизации тран зистора 2. Температурные коэффициенты по напряжению для электронно-дырочных переходов в прямом включении и для стабилитронов противоположны и близки друг к другу. Благодаря этому изменение напряжений UQ,ui,U под влиянием изменения температуры окружающей среды практически не влияют на время разряда конденсатора 8. Термостабилизация схемы по обратному току IK запертого транзистора 1 и по его порогу отпирания позволяет значительно повысить точность преобразования измеряемой температуры в частоту следования генерируемых импульсов. Предложенное изобретение позволяет повысить точность преобразования температуры в частоту следования генерируемыхимпульсов, упростить системы контроля измерения температуры, так как устраняется не 3бходимость разработки дополнительных устройств,обеспечивающих требуемую точность преобразования. Формула изобретения Датчик температуры по авт.св. №183430, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования температуры в частоту следования импульсов, в него введены регулируемый делитель напряжения на резисторах,включенный параллельно источнику питания, дополнительный конденсатор и два дополнительных транзистора,; причем первый дополнительный транзистор включен в цепь эмиттера основного транзистора, при этом его коллектор соединен с источником питания, эмиттер соединен с эмиттером основного транзистора, база соединена со средней точкой делителя напряжения, эмиттер второго дополнительного транзистора соединен с базой основного транзистора и обкладкой Времязадающего конденсатора, а база через дополнительный конденсатор соединена со второй обкладкой времязадающего конденсатора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССР № 183430, кл. С01 К 7/32, 1965.