Преобразователь температура-напряжение Советский патент 1980 года по МПК G01K7/18 

t

Изоьретение относится к радиотехнике, а. именно к устройствам преобразования температуры в,напряжение, и может быть, например, предназначено для устранения температурной погрешности нулевого сигнала вычислителей вертикальной скорости в диапазоне температур от минус 60 до плюс 75 С.

Наиболее блйз1 им техническим решением к данному изобретению (прототипом) является устройство с незавиcи oй регулировкой температурного коэффициента источника регулируемого напряжения. Оно состоит и моста пос,; тояннрго тока, вершины которого включены Между положительным опорным напряжением и землей. В противоположные плечи моста постоянного тока включены полупроводниковые диоды, выполняющие роль датчиков температуры. В диагональ моста включен переменный резистор, с движка которого снимается сигнал температурной компенсации и подается на неинвёртирующий вход диЛференциального усилителя постоянного тока. Регулировка температурной погрешности плавная в пределах от минус 0,3 до плюс 0,3% на один грАдус цеЛьсия l.

Недостатком рассмотренной схемы является низкая линейность преобразования при работе с высокоомными источниками сигнала в диапазоне температур от минус 60 до плюс . Кро- , Ме того, рассмотренная схема не позволяет получить на выходе движка потенциометра напряжение равное нулю при нормальной температуре.

Целью изобретения является расширение области применения преобразователя температура - напряжение.

Поставленная цель достигается 15 тем, что преобразователь содержит -пдслёдбвателбйо соединенные мнЬгопозиционный термочувствительный релейный элемент, многопозиционный переключатель и согласующий усилитель, причем термочувствительный блок содержит соответственно числу позиций, многопозиционного переключателя термочувствительные мосты, входные диагонали, которых подключены параллельно выходу источника питания, а в выходные диагонали термочувствительных мостов включены потенциометры, подвижные контакты которых подключены к соответствующим входам многопозиционного 30 переключателя.

На чертеже представлена электрическая принципиальная схема преобразователя температура-напряжение на две позиции в составе вычислителя вертикальной скорости.

Вычислитель вертикальной скорости состоит из датчика высоты 1, подключенного к дифференциатору 2. Дифференциатор 2 подключен к входу суммирунадего масштабного усилителя 3. Вход усилителя 3 соединен с выходом согласующего усилителя 4, состоящего из двух термочувствительных мостов 5, двухпозиционного переключателе б, термочувствительного релейного элемента 7. Вершины термочувствительных мостов 5 подключены кстабилитронам 8 и 9. В противоположные плечи мостов 5 включены кремниевые диоды 10, 11, 12 и 13, а в выходные диагонали по тенциометры 14 и 15. Движки потенциойетров подключены к стокам МОП тран:эисторных ключей 16 и 17 двухпозиционного переключателя 6, а истоки транзисторных ключей через постоянные резисторы 18 и 19 подключейУ к третьему входу согласующего усилителя 20. Затворы МОП транзисторных ключей подсоеди.нены к коллекторам р-п-р транзйсторов схемы управления двухпозиционного переключателя 6, выполненной на транзисторах 21, 22 и 23. Базы транзисторов 21 и 22 через постоянный резистор 24 соединены с выходом термочувствительного релейного элемента 7, собранного на базе дифференциального усилителя постоянного тока 25. Входы диф)еренциального усилителя подключены к мосту постоянного тока, состоящего из резисторов 26 и 27, потенциометра 28 и диода 29. Согласующий усилитель выполнен на базе усилителя 20, выход которого через постоянный резистор 30 подключён к вхЪДу суммирующего масштабного усилителя 3 вычислителя вертикальной скорости.

Ст атйческое давление Р..,- от приемника воздушного давления поступает в барометрический датчик высоты 1, преобразующий изменение давления в изменение переменного напряжения. Переменное напряжение с вторичных обмоток датчика высоты выпрямляется, фильтруется емкостным Фильтром и подается на дифференциаторе 2. Для обеспечения нужного коэффициента передачи и устранения оыйбкй от 1яунтирбвания вторичных о.бмоток датчика вы&оты входным сопротивлением дифференциатора входные Цепи последнего зыполняйтся высокоомными с входным сопротивлением порядка нескольки ;МОМ. .С выхода дифференциатора 2 с гайЗется сигнал постоянного тбка пропорциональной барометрической вертикальной скорости и подается на су1 ирующий мае- . штабный усилитель 3. Дифференциатор

2и суммирующий масштабный усилиТель

3выполнены на базе дифференциальных

усилителей постоянного тока, которые подвержены температурному дрейфу. Обусловленному наличием напряжения и тока смещения. Основная температурная погрешность нулевого сигнала вычислителей вертикальнбй-скорости определяется температурной нестабильностью нулевого сигнала дифференциатора 2. В силу Того, что дифференциатор работает с высокоомным источником сигнала, его основная температурная погрешность будет оп 5еделяться температурной зависимостью тока смещения , которая апроксимируется следующим математическим выражением

,005 /С ,015 /С

Из приведенного выше выражения следует, что температурная погрешность от тока смещения в диапазоне температур от плюс 25°С до минус 60° в три раза больше, чем в диапазоне температур от плюс 25°С до плюс 75с Поэтому для того, 1тобы добиться высокой линейности компенсации нулевого сигнала от температуры весь диа- пазон температур необходимо разбить на два поддиапазона, от плюс до минус 60°С и от плюс 25 до плюс 75 Такую компенсацию нулевого сигнала осуществляет преобразователь температура-напряжение . Вершины термочувствительных мостов 5 подключены к положительному и отрицательному опорному напряжению, снимаемому со стабилитронов 8 и 9. В противоположные плечи термочувствительных мостов включены кремниевые диоды 10, 11, 12 и13, выполняющие роль датчиков температуры, а в диагонали - переменные потенциометры 14 и 15. Потенциометром 14 осуществляется компенсация нулевого сигнала вычислителей при температуре минус 60 С, а потенциометром 15 - при температуре плюс . Сигналы компенсации снимаются с движков потенциометров 14 и 15 и подаются на стоки МОП транзисторных ключей 16 и.17. Затворы .транзисторов 16 и 17 .соединены с коллекторами р-п-р транзисторов 23 и 21. На транзисторах 21, 22 и 23 собрана логическая схема, которая управляет работой транзисторных ключей 16 и 17. схема управления выдает сигналы на затворы транзисторов

16и 17 таким образом, что при температуре окружающей среды выше 25с транзистор 16 Закрыт, а транзистор

17открыт. При температуре окружающей среды ниже транзистор 16 открыт, а транзистор 17 закрыт. Базы транзис.торов 21 и 22 через резистор 24 подключены к выходу дифференциального усилителя постоянного Тгока 25. Входы усилителя 25 подключены к мосту постоянного тока, состоящего из резисторов 26 и 27, потенциометра 28 и кремниевого диода 29, выполняю