Устройство для измерения температуры Советский патент 1981 года по МПК G01K7/16 

Изобретение огноснгся к измеритель- ней технике к может быть исаопьзовано для измерения температуры при наличии магнитного поля. Известны полупроводниковые терморезисторы, содержащие в качестве чуветви- тельного элемента полупроводниковую nnatyicHicx, сопротивление которой может изменяться в зависимости от температуры U1. Однако при измерении температуры пр налвчии магнитного поля с помощью таки датчиков возникает погрешность, обуслов.ленная магнитным полем. Наиболее близким по технической сущ ности и достигаемому эффекту является устройство для измерения температуры, содержащее два датчика Холла, один из которых выполнен с термокомпенсацией в двапазоне измеряемых температур и ре гистрируюший прибор 2. В этом устройстве входной сигнал снвмается с токовой цепи первого датчика н величина его при наличии тока в холловской цепи определяется входным сопротивлением Датчика и величине напряжения обратного эффекта Холла. Для уменьшения влияния магнитного поля на величину обратного эффекта Холла в устройстве последовательно с холловской цепью первого датчика включена холловская цепь второго датчика, источник напряжения и регулировочный потенциометр. Однако в этом датчике невозможно достичь полной независимости величины напряжения обратного эффекта Холла первого датчика от индукции магнитного поля. Кроме того, входное сопротивление первого датчика также зависит от магнитного поля, благодаря существованию эффекта магнитосопротивления. Таким образом, выходнЫ1 сигнал в таком устройстве подвержен влияншо магнитного поля, что снижает точность измерений. Цель изобретения - повышение точности изм рений за счет устранения погрещности, обусловленной влиянием магнитноГО ПОЛЯ.

Указанная цель достигаегся гем, что в известное устройство введен регулируемый источник постоянного тока, ко входу которого подключены холловские электроды датчика Холла с термокомпенсацией, к выходу - последовательно соединенные токовые электроды обоих датчиков, а холловские электроды другого датчика подключены к регистрирующему прибору.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство для измерения температуры содержит датчик 1 Холла, датчик 2 Холла, выходное напряжение которого не зависит от температуры в диапазоне измеряемых температур, регулируемый источник 3 постоянного тока, вход которого подключен к холловским электродам датчика 2 Холла, а выход - к последовательно включенным электродам датчиков 1 и 2 Холла и регистрирующий прибор 4, подключенньш к холловским .электродам датчика 1 Холла, .

Устройство работает следующим образом.

При подключении регулируемого источника 3 постоянного тока к последова- . тельно подключенным токовым электродам датчиков 1 и 2 Холла в токовых цепях датчиков 1 и 2 возникает ток, что при наличии магнитного поля приводит к возникновению напряжения на холловских электродах датчиков 1 и 2.

(О

Ui K(T)DB

() Ua K ljJaB

где К(Т) - удельная чувствительность Сдатчика Холла - величина, сильно зависящая от температуры в диапазоне измеряемых температур;

К2(Т) - удельная чувствительность датчика 2 Холла - величина, слабо зависящая от температуры в диапазоне измеряемых температур (имеется термокомпенсация); J - сила тока в токовых цепях

датчиков 1 и 2 Холла; В - индукция магнитного воля. Напряжение с холловских электродов датчика 2 Холла поступает на вход рагуЛ1фуемого источника 3 постоянного тока что приводит к изменению тока в токовых цепях датчиков 1 и 2 Холла. Последнее, в свою очередь, приводит к изменению напряжения на холловских электродах датчика 2 Холла и т.д. В результате установится некоторое определенное значение напряжения UQ . Значение, тока,при котором достигается это состояние может быть найдено из формулы (2), полагая UasUo ;

%-дав()

Подставляя (3) в (1) получаем значение напряжения на холловских электродах датчика 2 Холла, измеряемого регистрирующим прибором:

K-ilT)

и«

()

Кг1т)

Изменение индукции магнитного поля приведет к изменению напряжения как на холловских электродах датчика 1, так и на холловских электродах датчика 2, что, Б свою очередь, вызовет изменение тока в токовых цепях датчиков 1 и 2 Холла. Процесс изменения тсжа будет происходить до тех пор, пока на холловских электродах датчика 2 Холла не установится первоначальное значение напряжения. При этом напряжение на хопловских электродах датчика 1 Холла будет определяться по той же формуле (4).

Таким образом, выходной сигнал не зависит от индукции магнитного поля.

Применение устройства позволяет устранить погрешность, обусловленную влиянием магнитного поля. Кроме того, для. изготовления устройства нет необходимости использовать датчик Холла, который был бы абсолютно нечувствителен к температуре. Из формулы (4) следует, что для достижения чувствительности к температуре достаточно чтобы К(Т) и Кч(Т) имели разную зависимость от температуры, например, если Ki(T) - сильно завесит от температуры, а Kj (Т)слабо.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры, содержащее два датчика Холла, один из которых выполнен с термокомпенсацией в диапазоне измеряемых температур и регистрирующий прибор, отлнч.ающ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения за счет устранения погрешности, обусловленной влиянием магнягного поля, в него введен регулируемый источник, постоянного тока, ко входу которого подключены холловские электроды датчика Холла с термокомпенсаиией, к

выходу - последовательно соединенные токовые электроды обоих датчиков, а холловские электроды другого датчика подключены к регистрирующему прибору.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Викулин И. М. и Стафеев В. И. Попупровоониковые датчики. М., Сов. радио , 1975, с. 4.

2.Авторское свидетельство СССР № 359542, кл. Q О1 К 7/16, 1972

(прототип).