Устройство для измерения температуры Советский патент 1979 года по МПК G01K7/16 

1

Изобретение относится к области термометрии.

Известно устройство для измерения температуры, содержащее двухтранзисторный мультивибратор с коллекторно-базовьши связями, в разрядные цепи которого включены термочувствительные резисторы, и источник питания 1.

Однако известное устройство обладает низкой термостабильностью.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство .для измерения температуры, содержащее двухтранзнсторный мультивибратор с коллекторно-базовьши связями, два конденсатора, две электрнческие цени, из которых состоит из конденсатора и последовательно соединенного с ним транзистора, два терморезистора, включенных в разрядную цепь, два резистора коллекторной нагрузки транзисторов мультивибратора, которые подключены также к эмиттерам двух компенсирующих транзисторов, и источника питания .

Однако в известном устройстве не осуществлена полная термостабнлизация по норогу отпирания транзисторов мультивибратора и по коэффициенту их усиления, что ведет к снижению точности измерения.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Для этого в устройство дополнительно введены две группы транзисторов, каждая из которых состоит по крайней мере из трех транзисторов, и две группы корректиРЗющих резисторов, состоящих но крайней мере из трех резисторов, причем коллекторы каждого транзистора мультивибратора через эмиттерно-базовый переходы первой пары дополнительных транзисторов со свободным коллектором подсоединены к одной обкладке конденсатора, к выводам резисторов коллекторной нагрузки и к эмиттерам второй пары дополнительных транзисторов, базы, которых через первую пару корректирующих резисторов подключены к минусовой клемме источника питания, а коллекторы этих транзисторов подсоединены к эмиттерам компенсирующих транзисторов и к вторым выводам резисторов коллекторной нагрузки и через вторую пару корректирующих резисторов к плюсовой клемме источника питания. Базы комненсирующих транзисторов подсоединены к эмиттерам третьей пары дополнительных транзисторов со свободными коллекторами и через третью пару корректирующих резисторов подключены к плюсовой клемме источника питания, к минусовой клемме которого подсоединены базы третьей пары дополнительных транзисторов.

На чертеже приведена электрическая схема устройства.

Устройство содержит транзисторы 1 и 2 мультивибратор, конденсаторы 3 и 4, терморезисторы 5 и 6, резисторы 7 и 8 коллекторной нагрузки, конденсаторы 9 и 10, транзисторы 11 и 12, комиенсируюи1, транзисторы 13 и 14, первую пару 15, 16 дополнительных транзисторов, вторую пару 17, 18 дополнительных транзисторов, первую пару дополнительных корректирующих резисторов 19, 20, источник 21 питания, вторую пару 22, 23 корректирующих резисторов, третью пару 24, 25 дополнительных транзисторов, третью пару 26, 27 дополнительных корректирзющих резисторов.

Устройство работает следующим образом.

Период следования генерируемых имнульсов

Г ЗДС.п .

Ь - i/o - Оо

где Е - напряжение источника питания схемы;

t/o -порог отпирания транзистора со свободным коллектором и с коллекторным напряжением, равным 0;

t/o -порог отпирания ключевого транзистора при коллекторном напряжении, равном ;

t/o - падение напряжения на транзисторах со свободным коллектором при наличии корректирующих резисторов;

R - сопротивление базовых резисторов 5,6;

С - емкость конденсаторов 3,4. С учетом того, что обычно можно считать и что с помощью корректирующих резисторов можно получить значение UQ Uo, последнее равенство прини.мает вид

,4RC, Е - 3f/o

что и доказывает, что может быть обеспечена практически полная термОстабнльность схемы по порогу отпирания ключевых транзисторов 1, 2.

Введение в схему транзисторов 15, 17, 16, 18 н резисторов 19, 20 позволяет термостабилизировать схему и но коэффиниенту усиления транзисторов 1. Наличие транзисторов 1, 17 и 2, 18 одной структуры, где транзисторы 17, 18 являются нелинейной коллекторной нагрузкой ключевых транзисторов 1, 2, прн разряде конденсаторов 3,4,

практически гарантирует одинаковость коэффициентов усиления и температурных свойств (особенно, если транзисторы выбираются из одной партии). Это, в свою очередь, обеспечивает постоянство коэффициента насыщения транзисторов мультипликатора при колебаниях температуры окружающей среды. Постоянство коэффициентов насыщения при колебаниях темнсратуры увеличивает термостабильность схемы. Резисторы 19, 20 позволяют устанавливать требуемое значение коллекторного тока транзисторов 17, 18. Для отключения транзнсторов 17, 18 от схемы в момент заряда

конденсаторов 3, 4 введены транзисторы 15, 16 со свободным коллектором.

Повыщение точности измерения позволяет улучщить качество работы систем контроля и измерения температуры в разлпчных областях техники.

Формула изобретения

Устройство для измерения темиературы, содержащее двухтранзисторный мультивибратор с коллекторно-базовыми связями, два конденсатора, две электрические цепи, каждая из которых состоит из кондеисатора и носледовательно соединенного с ним транзистора, два терморезистора, включенных

в разрядную цепь, два резистора коллекторной нагрузки транзисторов мультивибратора, которые подключены также к эмиттерам двух компенсирующих транзисторов, и источник питания, отличающееся

тем, что, с целью повыщення точности измерения, в устройство донолнительно введены две группы транзисторов, каждая из которых состоит по крайней мере из трех транзисторов, и две группы корректирующих резисторов, состоящих по крайней мере из трех резисторов, причем коллекторы каждого транзистора мультивибратора через эмиттерно-базовый переходы первой пары дополнительных транзисторов со свободным

коллектором подсоединены к одной обкладке конденсатора, к выводам резисторов коллекторной нагрузки и к эмиттера.м второй пары дополнительных транзисторов, базы которых через первую пару корректируюЩих резисторов иодключены к минусовой клемме источника питания, а коллекторы этих транзисторов подсоединены к эмиттерам компенсирующих транзисторов и к вторым выводам резисторов коллекторной нагрз зки. и через вторую пару корректирующих резисторов к плюсовой клемме источника питания, а базы компенсирующих транзисторов подсоединены к эмиттера.м третьей нары дополнительных транзисторов

со свободными коллекторами и через третью пару корректирующих резисторов подключены к плюсовой клемме источника питания, к минусовой клемме которого подсоединены базы третьей пары дополнительных транзисторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. В. П. Будянов, Релаксацнолные генераторы - импульсные преобразователи пе

электрических величин. М., «Энергия, 1974, с. 83.

2. Авторское свидетельство СССР № 581390, кл. G 01К 7/16, 1976.