Устройство для измерения температуры Советский патент 1981 года по МПК G01K7/01 

I

Изобретение относится к технике изкюрения температуры и может быть использовано для измерения и регулирования теютературы всевсзможньах объектов тв1 « датчиками на основе прямосмеаденного р-п перехода.

Известно устройсггво для измерения температуг,; в основу которого положена мостовая схема с включенным в одно из плеч ее полупроводниковым термрдатчкком - диодом или Транзистором .,

Однако это устройство во многих случаях не обеспечивает необходимой точности измерения из-за нестабильности источника питания.

Известно устройство для измерени температуры, в котором для увеличения точностн измерения используется ручной корректор напряжения питания что требует установки его на номинальную величину перед каждым измерением 2.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности является устройство для измерения температуры, содержащее мостовую схему, в одно из плеч которой включен транзисторный термодатчик, подключенную к источнику питания через

параметрический стабилизатор, включающий в себя резистор и стабйлнтрон, измеритель, включенный в диагональ мостовой cxeKfti 133

Недостатком устройтсва является низкая точность измерения. Изменение напряжения питания, разряд батарей при использовании их в качестве источника питания ведет к возникновению погрешности в измерении температуры.

Цель изобретения - повивиение точности измерения температуры.

поставленная цель достигает ;я тем, что в устройство введены два резистора, один из КОТО1ЯЛС включен между кюсодом источника -питаниЯ и точкой соединения термодатчикас измерителем, а другой включен в цепь стабй0 лизатора напряжения последоватё;1ьно со стабилитроне. .

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство для измерения темпе$ ратуры содержит мостовую схему, образованную резисторами 1,2 и 3 и термодатчиком 4. Наг)узкой диагонали моста является нэмеритель с внутренним сопротивлением 5. Мостовая0 схема подключена к источнику 6 питамия через стабилизатор напряжения, содвржацнй стабилитрон 7 резисторы 8 и 9. Лсточиик питания соединен с термодатчиком через резистор 10. Устройство работает следующим образом.

При стабильном напряжении питания .мостовая схема работает как обычный неравновесный мост с термочувствительным элементом в одном из плеч. Сопротивление смежного пле.ча - резистора 1 равно статическому сопротивлению термодатчика при температуре равновесия. Токчерез .тецпюдатчик 4 складывается из токов, задаваемых резисторами 3 и 10, соответственно от стабилизатора напряжения и источника питания.

При отклонении напряжения питания от номинальной величины напряжение на выходе стабилизатора изменяется слабее входного, что, однако приводит к появлению приращений тока через резисторы 2 и 3 и приращений напряжения на. термодатчнке и смежном плече моста - резисторе 1, Из-за нелинейности термодатчика его динамическое сопротивление г не равно статическому R. Практически г R для всех германиевых и при t для всех кремниевых термодатчиков. Вследствии ЭТО1ЧЗ, при отключенном от внешнего источника питания резисторе 10, приращение напряжения на резисторе 1 оказывается больше, чем приращения напряжения на термодатчике, что приводит к появлению на нагрузке 5 диагонали сигнала- ошибки. При подключении резистора 10 к источнику питания приращение тока через те людатчик становится больше, .чем . через резистор 2, и при некоторой величине.: резистора 10 создает приращение на термодатчике, равное приращению напряжения на резисторе 1.Сигнал сяиибки в этом случае равен нулю. При небольших изменениях напряжения питания стабилизированное напряжение, а также напряжение на термодатчике изменяются практически линейно. Поэтому при определенном соотношении резисторов 3 и 10 и небольших (порядка tlO%) изменениях напряжения питания напряжение р диагонали весьма слабо зависит от этих изменений,

При отклонении напряжения питания от номинального более 5-10% погрешность измерения температуры заметно увеличивается, что объясняется проявлением нелинейностей стабилизатора и терчодатчика, Налк- .

чие в стабилизаторе напряжения резистора 9, включенного последовательно со стабилитроном 7, позволяет получить стабилизаторнапряжен и;; с нелинейной характеристикой, близкой к нелинейной характеристике термодатчика, что обеспечивает расширение области изменений напряжения питания, в которой имеется малая погрешность измерения.

./

.Устройство имеет погрешность изг

мерения менее 0,04С в области колебаний напряжения питания от -22% до +26%, причем в зоне ±20% погрешность измерения не превышает ±0,. Кроме диодов и транзисторов в

устройстве могут быть использованы и другие тёрмодатчики, имеющие вольтамперную харктернстику„ близкую по характеру к характернстике р-п перехода, смещенного в прямом направлеНИИ.

Устройство для измерения температурил выгодно отличается от извест-ного более высокой точностью измерения температуры. Погрешность измерения уменьшается в 5-10 раз и более.

Формула изобретения ,

Устройство для измерения температуры, содержащее мостовую схему,в одно из плеч которюй включен транзисторный термодатчик, подключенную к источнику питания через параметри ческий стабилизатор, включанхцнй в себя резистор и стабилитрон, измери тель, включенный в диагональ мостовой схемы, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения температуры, в него введе

ны два резистора, один из KOTOI IX

включен между выходом источника питания и точкой соединения термодатчика с измерителем, а другой вкЛ(очен в цепь стабилизатора напряжения последовательно со стабилитроном.

Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 154110, кл, fl 05 О 23/19, 1962,

2.Каганов М. А. и др. Поверх- . ностные электротермометры с траизисторными .термода чиками. Сборник трудов по агрономической физике.

Вып.25, Л, 1970, с. 157. 3. Кривоносов А. и. Полупроводниковые датчики температуры. М.« Энергия, 1974, с. 126 (прототип).