Устройство для измерения температуры Советский патент 1978 года по МПК G01K7/16 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ На фиг. 2 представлена вольт-амперная характеристика двухполюсника, образованного двумя полевыми транзисторами, где /п и и„- координаты точки иереключения. Устройство работает следующим образом. Тиристор 1, конденсатор 4, анодная нагрузка 2 и источник 3 питания представляют собой обычный релаксационный автогенератор, частота генерации которого определяется цепью заряда: нагрузка 2, конденсатор 4, напряжением источника 3 питания и напряжением переключения тиристора 1. Для автогенерации необходимо, чтобы линия нагрузки 2 пересекала бы вольт-амперную характеристику тиристора / на участке с отрицательным дифференциальным сопротивлением. Биполярный транзистор 5 в используемом включении выполняет функцию управляемого стабилитрона с напряжением стабилизации, определяемым напряжением на его базе, т. е. на обкладках конденсатора 4. Резистор 6 используется в качестве ограничительного сопротивления как в обычном параметрическом стабилизаторе напряжения. Соединение полевых транзисторов 9, 10 позволяет получить вольт-амперную характеристику, иредставленную на фиг. 2. Вместе с термочувствительным элементом (терморезистором) 7 транзисторы 9, 10 образуют термочувствительный делитель напряжения, сигнал с выхода которого подается на затвор транзистора 8. При постоянных параметрах схемы автогенератора напряжение U, подаваемое на вход термочувствительного делителя напряжения, имеет неизменное амплитудное значение. Если значение сопротивления терморезистора Rt меньше, чем определяемое по выражению: где /„ и f/n - координаты точки иереключения (фиг. 2), то падение напряжения на транзисторах 9, 10 определяется падеiHieM напряжения на участке оа (фиг. 2). Если это условие не реализуется, то падение напряжения на транзисторах 9, 10 определяется значением напрялсения Uny (фиг. 2). Напряжение стабилизации стабилитрона 12 выбирается примерно равным напряжению t/n- В момент переключения (точки а фиг. 2) напряжение на транзисторах 9, 10 скачком возрастает от U„ до f/,,p, определяемого точкой б после переключения. На границе переключения (точка а) напрял ение на затворе транзистора 8 около нуля, что обеспечивает его открытое состояние. При этом с его стока снимается сигнал минимального зфовня. После переключения падение напряжения на транзисторах 9, 10 резко возрастает и так как напряжение f/np значительно больше напряжения отсечки транзистора 8, носледний запирается и с его стока снимается сигнал высокого уровня, равный напряжению дополнительного источника 11. Первый дополнительный резистор 13 служит в качестве стоковой нагрузки транзистора 5 и используется для съема выходного сигнала, второй донолнительный резистор 14 предусмотрен для ограничения тока стабилитрона 12. Переключение из точки а в точку б и обратио осуществляется за счет изменения соиротивлеиия терморезистора 7. Когда это сопротивлеиие уменьшается до уровня, при котором условие (1) нарушается, происходит переключение и на выходе появляются периодические прямоугольные импульсы с частотой, определяемой частотой генерации автогенератора на элементах /, 2, 4. При возрастании сопротивлеиия, когда условие (1) становится вновь справедливым, транзистор 5 переходит в статическое состояние и импульсы на выходе прекращаются. Следовательно, предложенный термопреобразователь за счет введения новых элементов и новых связей между ними, а также благодаря особому включению биполярного транзистора характеризуется иоложительным эффектом, заключающимся в повышении точности измерения и улучшении стабильности получения релейной имП3льсной передаточной характеристики в функции температуры контролируемой среды при одновременном получении прямоугольных импульсов на выходе схемы. ФорМула изобретения Устройство для измерения температуры, содержащее тиристор с анодной нагрузкой, конденсатор, подключенный между анодом и катодом тиристора, термочувствительный элемент, резистор, источник питания, биполярный транзистор, отличающееся тем, что, с целью повыщепия точности измерения, в устройство дополнительно введены два резистора, источник питания, стабилитрон, три полевых транзистора, у дву. из которых истоки закорочены, а затвор каждого из них связан со стоком другого, причем сток полевого транзистора с каналом р-типа подсоединен к минусовой клемме источника питания, а сток полевого транзистора с каналом п-типа - к затвору третьего полевого транзистора с каналом р-типа и через термочувствительный элемент к эмиттеру биполярного транзистора, база которого соединена с анодом тиристора, и к резистору, подключенному противополо/кным выводом к плюсовой клемме основного источника питания, а исток третьего дополнительного полевого транзистоpa соединен с плюсовой клеммой дополнительного источника питания и с катодом стабилитрона, сток его - с выходом устройства и также через первый дополнительный резистор - с минусовой клеммой дополнительного источника питания и с вторым дополнительным резистором, другой вывод которого подключен к аноду стабилитрона и минусовой клемме основного источника питания.

V

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Билик Р. В. и др. Импульсные схемы на динисторах и тиристорах. М., «Наука, 1970, с. 38.

2. Авторское свидетельство

СССР № 190246, кл. G 01 К 7/16, 1967.

10

0