Устройство для измерения температуры

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее генератор импульсов на транзисторе, в цепь базы которого включены термочувствительный элемент и первая катушка индуктивности, а между коллектором и потенциальной шиной источника питания включена вторая катушка индуктивности , отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и снижения потребляемой мощности , первая катушка Индуктивности включена последовательно с термочувствительным элементом между базой транзистора и потенциальной шиной источника питания, при этом величина напряжения источника питания нахо дится в пределах области насьпцения. транзистора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(51) 01 К 7/00 ( ф1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3447086/18-10

° (22) 02.06.82 (46) 07.09.84. Вюл. № 33 (72) Е.П.Максимчук (53) 536.53 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 542918, кл. G 01 К 7/,16, 1973 °

2. Авторское свидетельство СССР № 183430, кл. С О1 К 7/00, 1965 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее генератор импульсов на транзисторе, в цепь базы которого включены термочувствиÄÄSUÄÄ 1112239 A тельный элемент и первая катушка индуктивности, а между коллектором и потенциальной шиной источника питания включена вторая катушка индуктивности, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности измерения и снижения потребляемой мощности, первая катушка индуктивности включена последовательно с термочувствительным элементом между базой транзистора и потенциальной шиной источника питания, при этом величина напряжения источника питания нахо дится в пределах области насыщения. транзистора. обеспечивает увеличение крутизны выходной характеристики генератора при малой потребляемой мощности. При этом относительное изменение частоты

6й/й на 1 С составляет, например (2-4) 10 для частоты 1 генерируемых колебаний при заданных начальных условиях, равной 295 кГц и 322 кГц соответственно для кремниевых транзисторов п -р- и типа при напряжении источника питания - 5 10 мВ и германневых транзисторов p«rl-p типа при напряжении источника питания - 210 мВ.

На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 — зависимости частоты выходного сигнала от температуры для медно-константановой термопары (а), сопротивления (Ь) и индуктивности (Ь) термочувствительного элемента для двух типов транзисторов (кривая 1 соответствует транзистору типа П416, кривая 2 — транзистору типа 2Т301Ж) .

Устройство для измерения температуры содержит генератор импульсов на транзисторе 1 с катушкой 2 индуктивности в цепи коллектора и последовательно соединенными термочувствительным элементом 3 и другой катушкой 4 индуктивности в цепи базы и источник 5 питания, к потенциальной.шине 6 которого подключены два выхода катушек 2 и 4 индуктивности, а с общей шиной 7 соединен эмиттер транзистора 1.

Величина напряжения источника 5 питания лежит в области насыщения транзистора 1 и соответствует

-210 мВ для германиевых транзисторов р-о-р типа и - 510 мВ для кремниевых транзисторов и-р-и типа.

В качестве термочуствительного элемента могут быть использованы низкоомные и малоиндуктивные термопары, терморезисторы и катушки индуктивности. Индуктивности катушек

2 и 4 определяют частоту генератора при заданных начальных условиях.

Последовательность выходных импульсов снимается между коллектором транзистора 1 и общей шиной 7 источника 5 питания через конденсатор 8.

Пример. Транзистор 1 - П416, индуктивности 2 и 4 по 224 мкГн каждая типа ДИ-0,2, напряжение источника 5 питания 210 мВ, медно-констан. тановая термопара, подключенная к базе транзистора 1 либо медным (кри1 1.112239 ъ

Изобретение относится к области термометрии, а именно к устройствам для измерения температуры с непосред ственным преобразованием ее в частоту электрического сигнала, и может быть использовано преимущественно в автономных системах, где наложены ограничения на потребляемую от источника питания мощность.

Известно устройство для измерения температуры, содержащее два генератора частоты на транзисторах, в цепь базы одного из которых включен термочувствительный элемент, при этом выходы генераторов подключены к входам блока регистрации отношения частот (1) .

Недостатками устройства являются сложность и малый коэффициент преобразования при большой потребляемой мощности.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения температуры, содержащее генеРатор импульсов на транзисторе, в цепь базы которого включены термочувствительный элемент и первая катушка индуктивности, а между коллектором и потенциальной шиной источника питания включена

30 вторая катушка индуктивности 12).

Недостатками известного устройства являются невысокая точность изме. рения температуры вследствие малой крутизны его выходной характеристики и сравнительно большая потребляе35 мая мощность.

Цель изобретения - повышение точности измерения и снижение потребляемой устройством мощности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем генератор импульсов на транзисторе, в цепь базы которого включены термоч увствительный элемент и первая ка45 тушка индуктивности, а .между коллектором и потенциальной шиной источника питания включена вторая катушка индуктивности, первая катушка иидуктивности включена последовательно с термочувствительным элементом между о базой транзистора и потенциальной шиной источника питания, при этом величина напряжения источника питания нахопится в пвепелах, области насыщения транзистора.

Такое включение термочувствительного элемента и катушек инпуктивности и выбор режима работы транзистора.

1112239

ЗНИИПН Заказ 6447/27 Тираж 822 Подписное

Филиал ШЮ "Патаат", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 вая 1 на фиг.2Ф), либо константановым электродом (кривая 1 на фиг.2О).

Амплитуда выходных импульсов составляет 0,9 В, потребляемый ток

0,6 мА, потребляемая мощность

126 мкВт, среднее приращение по частоте 120 Гц/ С.

Предложенное устройство позволяет осуществить частотное преобразование не только температуры, но и многих других физических величин, например влажности, давления, деформации и т.д ., что обеспечивается соответствующим выбором чувствительного элемента. При этом осуществля5 емое непосредственное преобразование в частоту импульсов с большой амплитудой (1 В и более) и крутизной существенно повышает точность измерения преобразуемой величины, так как исключает погрешности, неизбежные при использовании промежуточных элементов (усилителей и т.д.).