Сигнализатор температуры Советский патент 1981 года по МПК G01K7/02 

1

Изобретение относится к области температурных измерений и может использоваться в системах автоматического контроля параметров технологических процессов.

Известно устройство для измерения температуры, в котором в качестве термочузст1 ительного элемента использован пироэлектрик l.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения температуры, содержащее МДП-транзистор со слоем пироэлектрика под затвором,

Заряд, возникающий на поверхности пироэлектрика вследствие изменения температуры, управляет током стока транзистора. Для определения изменений температуры может использоваться амперметр.включенный в стоковую цепь НЦП-транзистора Щ.

Недостатком такого устройства, работающего в режиме индикации откло.нений температуры, является то,что

оно не реагирует на медленные изменения температуры и тем самым имеет высокий порог чувствительности по скорости изменения температуры.

Цепь изобретения - снижение порога чувствительности по скорости изменения температуры.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены источник стабилизированного напряжения

10 и терморезистор, нанесенный на затвор МДП-транзистора, электрически изолированный от него и подключенный к источнику стабилизированного напряжения.

15

На чертеже приведена схема устройства.

Сигнализатор температуры содержит МДП-транзистор, включающий в себя подложку 1 из слабо легированного

20 полупроводника, например , и сформированные в подложке I сильно легированные области истока 2 и стока -3 противоположного подложке 3 1 типа проводимости, электроды 4 и 5, изолируюп нй диэлектрик 6, затвор 7, ггод которым расположен слой пиро электрика 8, например титаната бария или ниобата лития,ось поляризаци которого перпендикулярна плоскости подложки 1, электрод 9, предназначенный для замыкания накоротко граней пироэлектрика при нагреве или охлаждении устройства до начала измерения, терморезистор 10 с отрицательным температурным коэффициентом сойротивления, электрически изолиро ванный от затвора 7 слоем диэлектри ка П, но имеющий хороший тепловой контакт с пироэлектриком 8 и электр дами 7 и 9, и источник стабилизированного напряжения 12. Сигнализатор температуры работае , следующим образом. Напряжение на затворе МДП-транзистора относительно подложки 1 оппределяется не только напряжением смещения (источник напряжения смещения не показан) , но и пироэлектр ческим напряжением, генерируемым пироэлектриком 8 при изменении температуры. При отклонении температур от заданной с достаточно высокой скоростью на гранях пироэлектрика 8 возникают электрические заряды, обусловленные проявлением пироэлект ческого эффекта, что приводит к изменению проводимости канала МДП-тра зистора, а следовательно и протекаю щего по нему тока стока 3. Пря очень малых скоростях измене ния температуры, когда не работает пироэлектрик 8, изменяется сопротивление терморезистора 10, а значит и ток, протекаю1ций по нему от источника 12 стабилизированного напряжения . Превышение температуры вызывает увеличение тока через терморезистор 10 и рассеиваемой на нем мощности, в результате чего. Происходит дополнительный нагрев тер резистора 10, падение его сопротивления и дальнейшее увеличение тока через него. Таким образом, возникающий интенсивный саморазогрев терморезистора 10 приводит при наличии хорошего теплового контакта с пироэлектриком 8 к быстрому изменению температуры пироэлектрика 8 и тока стока 3 МДП-транзистора, что свидетельствует об отклонении температуры от заданного значения. Таким образом, в предложенном сигнализаторе существенно снижен порог чувствительности по скорости изменения температуры. Сигнализатор с высокой надежностью выдает сигнал об отклонении температуры от заданной, что позволяет использовать его в системах управления технологическими процессами, где требуется с высокой точностью поддерживать заданное значение температуры. Формула изобретения Сигнализатор температуры, содержащий МДП-транзистор со слоем пироэлектрика под затвором, отличающийся тем, что,с целью снижения порога чувствительности сигнализатора по скорости изменения температуры, в него введены источник стабилизированного напряжения и терморезистор, нанесенный на затвор МДПтранзистора, электрически изолированный от него и подключенный к источнику стабилизированного напряжения. Источники информации, принятые во внимаш1е при экспертизе Г. Патент США 3877308, КЛ. G 01 К 7/34, 1975. 2. Патент США № 3453887, G 01 К 5/18, опублик. 08.07.69 (прототип).