Преобразователь температуры в частоту

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ В ЧАСТОТУ, содержащий транзистор, эмиттер которого соединен с первым выводом источника питания, второй вывод которого соединен с первым выводом первой индуктивности, вторую индуктивность, включенную между коллектором транзистора и вторым выводом источника питания, отличающийся тем, что, с целью его упрощения и повьшения точйости преобразования , второй вывод первой индуктивности соединен с базой транзистора , используемого в качестве .термочувствительного элемента. HF-«y, N9 я 9 4 вых Ф1И.1

СОЮЗ OOBETCHNX

tgUNVN

РЕСПУБЛИК

0% (10.sm G 01 К 7/00 ь Ю в

1 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3468043/24-10 (22) 09.07е82 (46) 07. 11.84. Бюл. К 41 (72) Е.П. Иаксимчук (53) 536 ° 53(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 661267, кл. G 01 К 7/14, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

В 336537, кл. G 01 К 7/22, 1970 °

3. Авторскэе свидетельство СССР по заявке 11 3447086/24-10, кл. G 01 К 7/14, 15.06.1982 (прото.тип) . (54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ

В ЧАСТОТУ, содержащий транзистор, эмиттер которого соединен с первым выводом источника питания, второй вывод которого соединен с первым выводом первой индуктивности, вторую индуктивность, включенную между коллектором транзистора и вторым выводом источника питания, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью его упрощения и повышения точности.преобразования, второй вывод первой индуктивности соединен с базой транзистора, используемого в качестве термочувствительного элемента.

I 1122

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано при измерении криогенных температур, а также при автоматическом регулировании и поддержании криогенной тем:пературы в заданных пределах.

Известен преобразователь температуры в частоту, выполненный в виде релаксационного генератора на двух транзисторах с гальванической коллек- 1О торно-базовой связью и конденсатором, включенным между базой одного транзистора и коллектором другого, при этом термачувствительный транзистор включен между базами транзисторов 15 генератора, которые подключены к резистивным делителям напряжений (11 . !!едостатками этого преобразователя являн>тсп низкая чувствительность„ сложность схемы, большая потребляемая 2п мощность и большое рассеивание мощности на термочувствительном транзисторе, что приводит к большим погрешностям измерения, особенно в области криогенных температур. 25

Известен также преобразователь температуры в частоту, в котором в качестве термочувствительного зле" мента использован диффузионный транзистор, работающий в режиме лавинногозО пробоя, инверсно включенный B схему

БС-репаксационного генератора f2).

Недостатком данного преобразователя является использование транзисто" ра в режиме лавинного прОбОя чта приводит к рассеиванию большой мощности, а это приводит к значительной погрешности при измерении низких температур.

Наиболее близким к изобретению по 4О технической сущности является преобразователь температуры в частоту, содержащий транзистор, эмиттер которого соединен с первым выводом источ; ника питания, второй вывод которого соединен с первым выводом первой индуктивнасти, втор 10 индуктивность, включенную между коллектором транзистора и вторым выводом источника питания (3) .

Недостатком известнога преобразователя является то, что в качестве чувствительного элемента используется термоэлектрический термопреобразователь, включенный между базой .55 транзистора и вторым выводом первой индуктивнасти, чтО усложняет КОнст рукцию преобразователя. Кроме того, 903 он имеет низкую точность преобразования, поскольку она зависит от постоянства температуры свободных концов термоэлектрического преобразователя, а также постоянства температуры транзистора.

Целью изобретения является упрощение преобразователя температуры в частоту и повышение точности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе температуры в частоту, содержащем транзистор, эмиттер которого соединен с первым выводом источника питания, второй вывод которого соединен с первым выводом первой индуктивности, вторую индуктивность, включенную между коллектором транзистора и вторым выводом источника питания, второй вывод первой индуктивности соединен с базой транзистора, используемого в качестве термочувствительного элемента

На фиг. 1 приведена схема преобразователя температуры в частоту; на фиг.2 — график зависимости выходной частоты преобразователя От измеряемой температуры.

Преобразователь температуры в частоту содержит транзистор 1, являющийся термачувствительным элементом, две индуктивностн 2 и 3, источник 4 питания, переменный конденсатор 5, включенный между эмиттером и базой транзистора. Конденсатор. 5 необходим только для подстройки частоты преобразователя при смене транзистора и в принципе может отсутствовать.

Выходной сигнал снимается с коллектора транзистора, например, через развяэывающий конденсатор 6.

Преобразователь работает следующим образом.

При включении термопреобразователь генерирует импульсные сигналы. Генерация осуществляется за счет накопления энергии в индуктивностях

4 и 5 с периодического пробоя базо-; эмиттерного перехода транзистора, При понижении температуры транзистора вплоть до -196 С частота генера0 иии увеличивается эа счет уменьшения емкостей переходов транзистора. При . этом возрастает чувствительность преобразователя.

В связи с малым активным сопротивлением схемы, для ее работы используют низкое напряжение питания. Так, 112290 4 темп ратур от -180 до -196оС среднее приращение составляет примерно

5250 Гд/С.

Средняя точность измерения темпе" о ратуры в диапазоне от +25 до -196 С составляет 2,7» 1й С. При этом напряг,ао жение на выходе схемы в импульсе превышает напряжение питания примерно в 10 раз. Это позволит без промежуточных усилителей подавать выходной сигнал преобразователя на дальнейшую обработку, например в ЭВИ.

По сравнению с известным предлагаемый преобразователь значительно проще и дешевле, имеет более высокую точность преобразования температуры в частоту в области криогенных темпе ратур. при использовании германиевых транзисторов обоих типов проводимости напряжение питания не превышает

300 мВ, а при использовании кремниевых транзисторов напряжение питания схемы не превышает 600 мВ.

На фиг.2 приведена зависимость выходной частоты преобразователя, выполненного на транзисторе П402 в индуктивностях типа Д11-0,2 по 224 мкГн,10 от температуры при напряжении питания

260 мВ. При этом потребляемая мощность при 25 С составила 622 мкВт, о а при -196 С 255 мкВт. Среднее приращение частоты в зависимости от тем- 1З о пературы составляет 3670 Гц/ С, причем, чем ниже измеряемая температура, тем вьппе приращение. Так,- в диапазоне

Фиа Я Цццц Заказ 8127/33 Тираж 822 Поддисиое

Филиал ППП "Патент", г. Упгород, уп.Проективи,4