Устройство для измерения температуры Советский патент 1983 года по МПК G01K7/01 

Изобретение относитсй к термометрии и предназначено для дистанционного измерения температуры.

Известно устройство, позволяющее производить дистанционное измерение температуры и содержащее датчик температуры, выполненный в виде релаксационного генератора, источник питания и схему регистрации 13 Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения температуры, содержащее датчик температуры, подсоединенный к источнику питания через двухпроводную линию связи и включающий в себя усилитель с резистивной нагрузкой/ выполненнь 1й на биполярном транзисторе, выход которого соединен,. с его входом через резистивный делитель напряжения и один из р-п-переходов второго биполярного транзистора противоположного типа проводимости, и регистратор С2 .

Однако такое устройство имеет невысокую помехоустойчивость, так как помехи, возникающие в линии связи, воздействуют на зарядный ток конденсатора-датчика температуры, изменяя тем самым величину термометрического параметра последнего (в данном случае,

частоту следования импульсов). Этот недостаток в производственных условиях не позволяет полностью использовать метрологические возможности устройства, а при наличии высокогоуровня помех вовсе делает невозможным его эксплуатацию.

Целью изобретения является повьшзение точности измерения температуры

10 путем улучшения помехоустойчивости устройства. .

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем датчик

15 температуры, подсоединенный к источнику питания через двухпроводную линию связи и включаюисий в себя усилитель с резистивной нагрузкой, выполненный на биполярном транзисторе,

20 выход которого соединен с его входом через резистивный делитель напряжения и один из р-п-переходов второго биполярного транзистора противоположного Типа проводимости, и регистра25тор, другой р -п-переход второго биполярного транзистора подключен параллельно нагрузке усилителя, источник питания выполнен с изменяющимся выходным напряжением и снабжен огра30ничителем тока, а регистратор включен ;:т,эраллельно двухпроводной линии свя- эн. Причем датчик xefinepaTypH подключен к двухпроводной линии связи чере диодный мост. Кроме того, транзисторы включены .инверсно. Подключение параллельно нагрузке резистивного усилителя р-п-перехода второго транзистора позволяет преобрг.зовать датчик температуры в поро:гс)вое устройство, напряжение срабаты вания которого зависит от температу Ж1, а сочетание такого датчика с ука занным источником питания определяет величину максимального напряжения на ликми связи, равного напряжению срабатывания датчика температуры. При воздействии помехи в случае, когда результирующее напряжение источника питания и помехи, воздейству гацее на линию связи, меньше напрягкенкя срабатывания датчика, то устро ство не почувствует воздействие этой помехи и она не отразится.на по казании регистрирующей аппаратуры. В случае, когда результирующее напря жен.йе ис.точник.а питания и помехи ока жетс.о: равным или превысит напряжение срабатывания датчика, то последний сработает, при этом максимальное зна чение напряжения на линии связи буде .равно напряжению срабатывания датчик с;.;;е,аовательно на показании регистрир ющей аппаратуры, которая фиксирует зеличику максимального напряжения на линки связи, такая помеха тоже не отразится. .::кверсное включение одного или об к.х транзисторов датчика позволяет снизить влияние помех, возникающих не т-::г. линии связи, а наводимых непос редственно на датчик. Как правило конструктивно коллекторы сойременных пла:-;5.ркых транзисторов .электрически соединены с подложкой транзистора. ггго в инверсном включении обеспечизс.ет экранировку расположенных на подложке элементов транзистора и тем caiviHM обеспечивает снижение влия ния помех. Защита датчика посредством диодно го моста обусловлена ем, что напряжение любой .. полярности, возникающее линии связи, прикладывается к датчику в той полярности, при которой про .исходит его срабатывание, при это .на выводах датчика не возникает напряжения, способного вывести его из строя. На фиг.1 представлена схема уст:ройства; на фиг.2 - схема подключени.ч датчика к линии связи через диодный мост. Устройство содержит двухпроводную линию 1 связи, на одном конце которой параллельно ей подключены ис.точник 2 питания и регистратор 3, а на другом - датчик 4 температур содержащий усилитель с резистивно.. нагрузкой на транзисторе 5, выход которого связан с его входом делителем напряжения на резисторах 6 и 7 и одним из р -п-переходов транзистора 8, другой р-п-переход которого подkлючeн параллельно нагрузочному резистору 9, и диодный мост 10. Устройство работает следующим образом. Напряжение от источника 2 питания по двухпроводной линии 1 связи подается на выводы датчика 4. При возрастании напряжения на выводах датчика 4 на резисторах 6 и 9 возникают падения напряжений, которые по достижении некоторой величины вызывают резкое (лавинообразное) отпирание обоих транзисторов, в результате которого внутреннее сопротивление датчика 4 между его выводами-резко уменьшается, а потребляемый от источника питания ток скачком возрастает, но его величина будет ограничена источником 3 питания, вследствие чего напряжение на линии 1 связи уменьшится и будет равно падению напряжения на датчике 4. Величина максимального напряжения на линии 1 связи фиксируется регистратором 3. При уменьшении тока через датчик 4 по достижении им некоторой минимальной величины происходит скачкообразный переход датчика 4 в закрытое состояние, при котором сопротивление между его выводами становится большим. Величишл напряжений между базой и эмиттером каждого транзистора, при которых происходит срабатывание (переход транзисторов в открытое состояние) датчика, зависят от температуры, причем эта зависимость носит линеЛный характер. В свою очередь величины н&пряжений база-эмиттер транзисторов связаны с величиной напряжения, подаваемого на выводы датчика 4, через соотношение резисторов б, 7 и 9, которые образуют делитель напряжения. Поскольку напряжение база-эмиттер транзисторов зависит от температуры и однозначно, связано с напряжением, подаваемым на выводы датчика 4, то очевидно, что величина последнего, при которой происходит срабатывание датчика 4, тоже зависит от температуры и эта зависимость носит линейный характер. Поскольку с ростом температуры напряжение срабатывание датчика умень-. шается, то, при параллельном подключении к линии связи нескольких датчиков, срабатывать будет всегда тот из датчиков, температура которого окажется выше, чем у остальных. Это обеспечивает возможность измерения температуры наиболее нагретой точки. Предлагаемое устройство обладает высокой помехозащищенностью и значительно лучшей линейностью температу ной характеристики. Устройство может работать без дополнительной тарировки и обеспечивает точность измерения температуры не хуже ±0,ЗК при длине линии связи до 1000 м и более. Формула изобретения 1, Устройство для измерения темпе ратуры, содержащее датчик температуры, подсоединенный к источнику питания через двухпроводную линию связи и включаквдий в себя усилитель с резистивной нагрузкой, выполненный на биполярном транзисторе, выход которого соединен с его входом через резистивный делитель напряжения и один изр-п-переходов второго биполярного транзистора противоположного типа проводимости, и регистратор, о т л и чающе еся тем, что, с целью повышения точности измерения температуры путем улучшения помехоустойчивости устройства, другой р-п-переход второго биполярного транзистора подключен параллельно нагрузке усилителя, источник питания выполнен с изменяющимся выходным напряжением и снабжен ограничителем тока, причем регистратор включен параллельно двухпроводной линии связи. 2.Устройство non.lj отличающееся тем, что, с целью повышения его надежности,, датчик температуры подключен к двухпроводной линии связи через диодный мост. 3.Устройство по ПП.1 и 2, о т личающееся тем, что транзисторы датчика температу{мл включены инверсно. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент ОПА О 33883920, кл. 73-360, опублик. 1968. 2.Заявка № 2815683/18-10, кл. G 01 К 7/00, опублик. 07.09.79 (прототип.

/