Устройство для измерения температуры Советский патент 1982 года по МПК G01K7/01 

() УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

1

Изобретение относится к темпера- , турным измерениям, а именно к устрой; ствам для измерения температуры, в которых в качестве термопреобразователя используется полупроводниковый диод.

Известно устройство для измерения температуры, содержащее полупроводниковый диод, включенный в измерительную схему, обеспечивающую измерение изменения падения напряжения на диоде в зависимости от изменения температуры 1.

Недостатком устройства является низкая точность измерения температуры, обусловленная нестабильностью измерительной схемы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения температуры, содержащее в качестве термогтреобразователя полупроводниковый диод, генератор соединенный с модулятором и фазочувствительным детектором.

источник напряжения, выход которого | через модулятор и преобразователь напряжение-ток подключен к диоду, индикатор.

В этом устройстве сигнал с диода усиливается на переменном токе и далее детектируется фазочувствительным детектором 2,

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения и

10 малая разрешающая способность, ввиду того, что малым изменениям температуры соответствуют малые изменения сигнала на выходе фазочувствительного детектора, которые необходимо за15фиксировать на фоне большого сигнала.

Цель изобретения - повышение точности измерения температуры.

Поставленная цель достигается тем,

20 что в устройство введены вычитающий усилитель, интегратор и блок компенсации, первый вход которого соединен с выходом интегратора, второй вход 3 . 9 источником напряжения, .третий вход с выходом Модулятора, а выход соеди нен с первым входом вычитаюцего усилителя, второй вход которого соединен с диодом, а выход через фазочувствительный детектор яодключен ко входу интегратора, соединенного с индикатором, а также тем, что блок компенсации содержит первцй усилитель, вход которого соединен с первым резистором,, в цепь обратной связи включен первый полевой транзистор, зашунтированный конденсатором, а выход соединен с затвором второго полевого .транзистора, исток и сток которого соответственно соединены с вторым резистором, подключенным к входу второго усилителя с tpeтьим резистором в цепи обратной связи. На чертеже приведена блок-схема устройства. Устройство содержит источник 1 на пряжения, модулятор 2, включающий в себя усилитель 3, ключ k и резисторы , преобразователь 8 напряжение-ток выполненный в виде усилителя 9 с резистором 10 на входе, термо преобразов.атель - диод 11, вычитающи усилитель 12, фазочувствительный детектор 13, интегратор Н, блок компенсации 15 индикатор 16, генератор 17. Блок компенсации 15 содержит соответственно первый, второй и. резисторы 18-20, первый и второй усилители 21 и 22, первый и второй полевые транзисторы 23 и 2k, конденсатор 25. Устройство работает следующим образом. Опорное напряжение Ue с источника 1 напряжения поступает на первый вход модулятора 2, на другой вход ко торого с выхода генератора 17 поступает модулирующий сигнал. С выхода модулятора переменное напряжение через преобразователь8 напряжение-ток :поступает на диод 11., На диоде 11 возникает переменная составляющая напряжения, величина которой определяется выражением:. Ki Lf Кд-Kj ) S, постоянная Больцмана; заряд электрона; измеряемая температура; объемное сопротивление базы диода; 2 К, , К« коэффициенты передачи модулятора;крутизна преобразователя напряжение-ток. На входы блока 15 компенсации поступают сигналы с выхода источника 1 напряжения , модулятора 2, а также напряжение DM с выхода интегратора 1А. При использовании в блоке компенсации полевых транзисторов с одинаковыми параметрами, на его выходе бу- дет формироваться напряжение U, пропорциональное величине .,, . I, U2 (K2-K,)(Kj-i-jj-r -U R, ,R Rj/Rj, Rj - соотгде К, ветственно величины сопротивлений резисторов 19, 20 и 18. На входы вычитающего усилителя 12 поступают сигналы с диода и с выхода блока компенсации. Разностный сигнал с выхода усилителя 12 поступает на фазочувствительный детектор 13, где происходит его детектирование, и Далее - на вход интегратора. В зависимости от того, какая величина больше - переменное напряжение на диоде или напряжение на выходе блока компенсации, происходит увеличение или уменьшение напряжения DM на выходе интегратора. Выходное напряжение интегратора поступает на первый вход блока компенсации и изменяет его коэффициент передачи таким образом, что уменьшает величину разностного сигнала усиливаемого усилителем до нуля. При выполнении условия Kj S Яд напряжение на выходе интегратора , поступающее в блок компенсации и, соответственно, в индикатор, линейно зависит от измеряемой температуры: , Т - Кл-т (3) Чувствительность устройства можно в широких пределах менять путем изменения величины резистора 18, а нуль отсчета шкалы можно изменять путем изменения величины опорного напряжения, подаваемого на второй вход блока компенсации. Достоинством устройства является то, что точность измерения температуры практически определяется разбросом параметров пассивных элементов и не зависит от дрейфа усилителя, фазомувствительного детектора.

изменения теплового тока диода и напряжения источника напряжения.

Наличие новых элементов в предлагаемом устройстве и видоизменение схемы устройства выгодно отличает его от известного устройства, так как позволяет повысить точность измерения температуры, расширить сферу применения устройства.

Формула изобретения

I.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

с. 39.

кл. 73-362, опублик. 197 (прототип).