Времяимпульсный измеритель температуры (его варианты) Советский патент 1982 года по МПК G01K7/18 

(54) ВРЕМЯИМПУЛЬСНЫЙ ИЗМЕТОТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ (ЕГО ВАРИАНТЫ)

1

Изобретение относится к области температурных измерений, а именно к устрой ствам для измерения температуры, в которых измеряемый параметр - температура преобразуется в импульсный сигнал определенной длительности.5

Известен времяимпульсный измеритель температуры, содержащий термопреобразователь сопротивления с ограничительным резистором, подключенный к источнику постоянного напряжения и дифференциально- му усилителю, выход которого соединен со схемой сравнения, генератор экспоненциального напряжения генератор тактовых ипульсов С1 .

Недостатком данного устройства является его сложность..

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является времяим А пульсный измеритель температуры, содержащий источник постоянного напряжения, соединенный с делителем напряжения на резисторах, средняя точка которого соединена с первым входом схемы сравнения.

второй вход которой соединен с конденсатором, ключом и первым выводом термопреобразователя сопротивления, а выход соединен с вторым ключет«1, генератор импульсов, соединенный с управляющими юсодами ключей. В целях упрощения устройства ключи в нем вьтолнены на полевых транзисторах С 2 .

Недостатком устройства является наличие ошибки, возникающей при измерении температур, при которых сопротивление термопреобразователя уменьщается до значений, соизмеримых с сопротивлением открытого ключа на полевом транзисторе. Вследствии этого разряд конденсатора происходит не до нуля, а до напряжения, определяемого делителем; сопротивление термопреобразователя - сопротивление открытого канала транзистора.

Также появляется ощибка, связанная с тем, что при уменьщении сопротивления термопреобразователя увеличивается ток в термопреобразователе, а следовательно, и мощность, рассеиваемая на нем, что при3979водит к саморазогреву термопреобразовате ля. Целью изобретения является повышение точности измереггая температуры. Поставленная цель достигается тем, что в времяимпульсный измеритель температуры введен полевой транзистор, сток которого соединен с источником напряж НИЛ, исток - с вторым вьтодом термопреобразователя сопротивления, а затвор - с вторым входом схемы сравнения. В случае, если к измерителю температуры предьявлякугся более высокие требования в отношении точности измерения, предпочтителен вариант конструктивной реализации времяимпульсного измерителя тектературы, отличающийся тем, что в него введен биполярный транзистор, коллектор которого соединен с . источником напряжения, эмиттер - с BTO рым выводом термопреобразователя сопро тивления, а база - с вторым выходом генератора импульсов. На фиг. 1 представлена схема первого варианта времяимпульсного измерителя} на фиг. 2 - схема второго варианта. Времяимпульсный измеритель температуры содержит источник постоянного напр жения 1, термопреофазователь сопротивления 2, конденсатор 3, делитель напряжения на резисторах 4 5, схему сравнени 6, генератор импульсов 7, два ключа 8 И 9 на полевых транзисторах. Первый вариант времяимпульсного измерителя содержит полевой транзистор 10, второй вариант - биполярный транзистор 11, причем генератор и fflyльcoв имеет второй выход, с которого снимаются импульсы, полярность которых противоположна полярности импульсов, снимаемых с первого выхода генератора. Врямяимпульсный измеритель температуры работает следутоиим образом. Генератор импульсов формирует последовательность прямоугольньк импульсов положительной полярности. При поступлении на затворы транзисторов ключей импульсов положительной полярности ключ 8 закорачивает конденсатор обеспечивая разряд конденсатора, а ключ 9 закорачивает выход схемы сравнения, снимая напряжение с её выхода. При поступлении на затворы транзисторов нулевого напряжения ключи 8 и 9 зак рываются, при этом начинается заряд конденсатора через термопреобразователь сопротивления 2, а на выходе схемы срав нения появляется сигнал, 4 При заряде конденсатора до напряжезаданного делителем, на резисторах 4 и 5 происхоаи - срабатывание схемы сравнения 6, сигнал на выходе схемы сравне- ния пропадает. Так как скорость заряда конденсатора зависит от величины сопротивления термопреобразователя сопротивления, длительность импульса, сформированного) на выходе схемы сравнения, пропорциональна величине сопротивления термопреобразователя и следовательно измеряемой температуре. Величина порога срабатьгоания схемы сравнения выбирается примерно на порядок меньше величины ийапряжения источника напряжения 1, поэтому напряжение на конденсаторе практически нарастает по линейному закону. Полевой транзистор 10, включенный по схеме стабилизатора гока, осуществляет умножение сопротивления термопреобразователя в .10-20 раз в зависимости от типа транзистора. Это приводит к снижению остаточного напряжения на ключе 8 Во время разряда конденсатора и следовательно к более полному разряду конденсатора, а также к уменьшению ток протекаемого через термопреоСразователь, т.е. к уменьшению мощности, рассеиваемой на термопреобразователе. В измерителе по второму варианту во время подачи положительного импульса на затворы транзисторов 8 и 9, т.е. во время разряда конденсатора, на базу транзистора 11, выполняющего функцию ключа, подается отрицательный импульс с второго выхода генератора импульсов. При этом транзистор 11 отключает термопреобразователь от источника напряжения, обеспечивая более полный разряд конденсатора и уменьшение средней мощности, рассеиваемой на термопреобразователе. Во время действия нулевого напряжения на затворы транзисторов 8 и 9 на базу транзистора 11 поступает положительный импульс, открывая транзистор 11. Наличие новых элементов и новые связи между элементами отличают предлагаемый времяимпульсный измеритель температуры от известного так как позволяют значительно повысить точность измерения температуры при незначительном усложнении измерителя. Формула изобретения 1. Времяикшульсный измеритель температуры, содержаший источник постоянного напряжения, соединенный с делителем напряжения на резисторах, средняя

точка которого соединена с первым эхо дом схемы сравнения, второй вход которой соединен с конденсатором , ключом Я первым выводом термопреобразователя сопротивления, а выход соединен с вторым ключом, генератор импульсов, соединенный с управляющими входами ключей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен полевой транзистор, стек которого соединен с источником напряжения, исток - с вторым выводом термопре- ,образователя сопротивления, а затвор с вторым входом схемы сравнения.

2. Времяимпульсный измеритель температуры, содержащий источник постоянно го напряжения, соединенный с делителем напряжения на резисторах, средняя точка которого соединена с первым входом схемы сравнения, второй вход которой соединен с конденсатором, ключом и первы

выводом термопреобразователя сопротивления, а выход соединен с вторым ключом, генератор импульсоВ; соединенный с управляющими входами ключей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен биполярный транзистор, коллектор которого соединен с источником напряжения, эмиттер - с вторым выводом термопреобразователя сопротивления, а база - с вгорым выходом генератора импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Ворий В. Им Монастырский В. Я., Чайковский Д. И. Цифровой времяилтульсный измеритель температуры.-Приборы

и системы управления. 1978, , с. 21-22.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2957O88/18-1Q,

.кл.е 01 К 7/18, 1980 (прототип).

Фиг.1