CS218501B1

CS218501B1 - Circuit for thermistor temperature sensing

Info

Publication number: CS218501B1
Application number: CS653581A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Hudec; Antonin Foldyna; Zdenek Randa; Vladimir Naprstek; Arnost Schlemmer
Original assignee: Frantisek Hudec; Antonin Foldyna; Zdenek Randa; Vladimir Naprstek; Arnost Schlemmer
Priority date: 1981-09-04
Filing date: 1981-09-04
Publication date: 1983-02-25

Abstract

Vynález řeší obvod pro snímání meze teploty termistorem, zejména termistorem se zaručeným teplotním průběhem odporu. Obvod podle vynálezu sestává ze dvou tranzistorů, selektivního zesilovače, komparátoru, zpožděného koncového členu, nastavitelného referenčního zdroje, stabilizátoru a vyhodnocovacího obvodu. Obvod pro snímání teploty termistorem se uplatní při zabezpečování a hlídání technologických procesů. Umožňuje získat z vídaje teploty logický signál pro použití v automatech. Nastavení hlídané meze je jednoduché, přímé a přesné, obvod má velkou odolnost vůči interferenci, je hlídáno přerušení vedení k termistoru.The invention solves a circuit for sensing a temperature limit by a thermistor, in particular a thermistor with a guaranteed temperature resistance curve. The circuit according to the invention consists of two transistors, a selective amplifier, a comparator, a delayed terminal element, an adjustable reference source, a stabilizer and an evaluation circuit. The circuit for sensing temperature by a thermistor is used in securing and monitoring technological processes. It allows obtaining a logical signal from the temperature reading for use in automatic machines. Setting the monitored limit is simple, direct and accurate, the circuit has a high resistance to interference, and interruption of the line to the thermistor is monitored.

Description

Vynález se týká obvodu pro snímání meze teploty termistorem, zejména termistorem se zaručovaným teplotním průběhem odporu.The invention relates to a circuit for sensing a temperature limit by a thermistor, in particular a thermistor with a guaranteed temperature resistance curve.

Dosud známé obvody pro snímání mezí teploty termistorem pracující v širším rozsahu teplot se nastavují potenciómefcrem, kde závislost nastavené meze teploty na poloze běžce potenciometru je nelineární vzhledem k nelineární charakteristice termistoru.The known thermistor circuitry operating over a wider temperature range is set by a potentiometer, where the dependence of the set temperature limit on the slider position of the potentiometer is non-linear with respect to the non-linear characteristic of the thermistor.

V průmyslovém provozu se často vyskytují nežádoucí interferenční signály. Odolnost známých obvodů vůči těmto interferenčním signálům se řeší obvykle zpožďovacími členy a filtry, což v některých případech není dostatečné. Některá známá zapojení, pracující v užším rozsahu teplot, jsou vybavena hlídáním přerušení vedení k termistoru. Toto hlídání přerušení není však -známými--způsoby, spolehlivě a jednoduše— řešitelné pro širší rozsah snímaných teplot, kdy odpor termistoru se mění o několik řádů.In industrial operation, undesirable interference signals often occur. The resistance of known circuits to these interference signals is usually solved by delay elements and filters, which in some cases is not sufficient. Some known circuits operating in a narrower temperature range are equipped with a line break monitoring to the thermistor. However, this interruption monitoring is not known in a known manner, reliably and simply, for a wider range of sensed temperatures where the resistance of the thermistor varies by several orders of magnitude.

Uvedené nevýhody odstraňuje obvod sestávající ze dvou tranzistorů, selektivního zesilovače, komparátoru, zpožděného koncového členu, nastavitelného referenčního zdroje, stabilizátoru a vyhodnocovacího obvodu podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že první vývod termistoru je spojen jednak se všemi spodními vývody první sekce dvojitého vícepólového přepínače, jednak se všemi horními vývody druhé sekce dvojitého vícepólového přepínače a dále se vstupem selektivního- zesilovače.· Horní vývody první sekce dvojitého vícepólového přepínače jsou spojeny s dolními vývody první řady odporů a dolní vývody druhé sekce dvojitého vícepólového přepínače jsou spojeny s horními vývody druhé řady odporů. Horní vývody první řady odporů jsou připojeny na stabilizátor a dolní vývody druhé řady odporů jsou připojeny na společnou svorku i na druhý vývod termistoru.These disadvantages are overcome by a circuit consisting of two transistors, a selective amplifier, a comparator, a delayed end member, an adjustable reference source, a stabilizer, and an evaluation circuit according to the invention. It is based on the fact that the first terminal of the thermistor is connected to all the lower terminals of the first section of the dual multi-pole switch and to the upper terminals of the second section of the dual multi-pole switch. connected to the lower terminals of the first row of resistors and the lower terminals of the second section of the double multi-pole switch are connected to the upper terminals of the second row of resistors. The upper terminals of the first row of resistors are connected to the stabilizer and the lower terminals of the second row of resistors are connected to the common terminal and to the second terminal of the thermistor.

Na výstup selektivního' zesilovače je připojen první vstup komparátoru, jehož výstup je přiveden na zpožděný koncový člen. Na druhý vstup komparátoru je přiveden nastavitelný referenční zdroj a termistor je dále připojen prvním vývodem na bázi druhého tranzistoru a druhým vývodem na bázi prvního tranzistoru tak, že ke stabilizátoru jsou připojeny jak báze druhého tranzistoru přes druhý bázový odpor, tak báze prvního tranzistoru přes první bázový odpor. Emitor prvního tranzistoru je připojen ke společné svorce a emitor druhého tranzistoru ke vstupu selektivního zesilovače. Kolektor prvního tranzistoru je spojen přes první kolektorový odpor na napájecí svorku, kam je také připojen kolektor druhého tranzistoru přes druhý kolektorový odpor. Kolektor prvního tranzistoru je připojen na první vstup a kolektor druhého tranzistoru na druhý vstup vyhodnocovacího obvodu.The first input of the comparator is connected to the output of the selective amplifier, the output of which is applied to the delayed end member. An adjustable reference source is connected to the second input of the comparator and the thermistor is further connected by a first terminal on the basis of the second transistor and a second terminal on the basis of the first transistor so that both the bases of the second transistor are connected to the stabilizer. resistance. The emitter of the first transistor is connected to the common terminal and the emitter of the second transistor to the input of the selective amplifier. The collector of the first transistor is connected via a first collector resistor to a power terminal where the collector of the second transistor is also connected via a second collector resistor. The collector of the first transistor is connected to the first input and the collector of the second transistor to the second input of the evaluation circuit.

Základní výhodou takto provedeného ob4 vodu je, že pomocí přepínání dvou řad vhodně navržených odporů se celkový teplotní rozsah rozdělí na řadu intervalů, kde je již možno průběh termistoru linearizovat. Výhodné je volit dekadické přepínání, například v intervalu po 10 °C. Nastavitelným referenčním zdrojem se nastavuje potom přesně teplota v každém intervalu. Tímto způsobem je možno nastavovat přesně snímanou mez na lineárních stupnicích.The basic advantage of this embodiment is that by switching between two rows of suitably designed resistors the total temperature range is divided into a series of intervals where the thermistor sequence can be linearized. It is advantageous to select decimal switching, for example in an interval of 10 ° C. The adjustable reference source then sets the exact temperature in each interval. In this way, it is possible to adjust the accurately sensed limit on linear scales.

Další výhodou obvodu je silné potlačení nežádoucích interferenčních signálů - dané použitím selektivního zesilovače^; (dolnofrekvenční propusti) ; a ^zpožděným koncovým členem.Another advantage of the circuit is the strong suppression of unwanted interference signals - given by the use of a selective amplifier ^; (low-pass filters); and a delayed end member.

Hlídání přerušení . vedení v celém širokém rozsahu teplot je řešeno čtyřvodičovým připojením čidla pomocí dvou tranzistorů a vyhodnocovacího obvodu. Toto hlídání vedení zajišťuje bezpečnost provozu.Interrupt watch. the wiring over a wide temperature range is solved by a four-wire sensor connection using two transistors and an evaluation circuit. This line monitoring ensures operational safety.

Na připojeném výkresu je blokově nakreslen příklad provedení obvodu pro snímání teploty termistorem podle vynálezu.In the accompanying drawing, an exemplary embodiment of a temperature sensing circuit according to the invention is shown in block.

První vývod 11 termistoru 10 je spojen jednak se všemi spodními vývody první sekce 21 dvojitého vícepólového přepínače 20, jednak se všemi horními vývody druhé sekce 22 dvojitého' vícepólového přepínače 20 a se vstupem 31 selektivního zesilovače 50. Horní vývody první sekce 21 dvojitého- vícepólového přepínače 20 jsou spojeny s dolními vývody první řady odporů 30 a dolní vývody druhé sekce 22 dvojitého vícepólového přepínače 20 jsou spojeny s horními vývody druhé řady odporů 40. Horní vývody první řady odporů 30 jsou připojeny na stabilizátor 90 a -dolní vývody druhé řady odporů 40 jsou připojeny na společnou svorku ISO i na druhý vývod 12 termistoru 10. Na výstup 32 selektivního zesilovače 30 je připojen první vstup 61 komparátoru 60, jehož výstup 63 je přiveden na zpožděný koncový člen 70. Na druhý vstup 62 komparátoru 60 je přiveden nastavitelný referenční zdroj 80. Termistor 10 je dále připojen prvním vývodem 11 na bázi druhého tranzistoru 102 a druhým vývodem 12 na bázi prvního tranzistoru 101 tak, že ke stabilizátoru 90 jsou připojeny jak báze druhého tranzistoru 102 přes první bázový odpor 112, tak báze prvního tranzistoru 101 přes první bázový odpor 111. Emitor prvního tranzistoru 101 je připojen ke společné svorce 130 a emitor druhého tranzistoru 102 ke vstupu 51 selektivního zesilovače 30. Kolektor prvního tranzistoru 101 je spojen přes první kolektorový odpor 121 na napájecí svorku 140, kam je také připojen kolektor druhého tranzistoru 102 přes druhý kolektorový -odpor 122. Kolektor prvního tranzistoru 101 je připojen na první vstup 131 a kolektor druhého tranzistoru 102 na druhý vstup 132 vyhodnocovacího obvodu 130.The first terminal 11 of the thermistor 10 is connected to all the lower terminals of the first section 21 of the dual multipole switch 20 and to the upper terminals of the second section 22 of the dual multipole switch 20 and the input 31 of the selective amplifier 50. 20 are connected to the lower terminals of the first row of resistors 30 and the lower terminals of the second section 22 of the double multipole switch 20 are connected to the upper terminals of the second row of resistors 40. The upper terminals of the first row of resistors 30 are connected to stabilizer 90; The first input 61 of the comparator 60 is connected to the output 32 of the selective amplifier 30, the output 63 of which is connected to the delayed end member 70. An adjustable reference source 80 is connected to the second input 62 of the comparator 60. The thermistor 10 is further at coupled to the first terminal 11 based on the second transistor 102 and the second terminal 12 based on the first transistor 101 so that both the bases of the second transistor 102 are connected to the stabilizer 90 via the first base resistor 112 and the bases of the first transistor 101 through the first base resistor 111. the collector of the first transistor 101 is connected via the first collector resistor 121 to the power terminal 140, where the collector of the second transistor 102 is also connected via the second collector resistor 122 The collector of the first transistor 101 is connected to the first input 131 and the collector of the second transistor 102 to the second input 132 of the evaluation circuit 130.

Termistor 10 je zapojen v děliči, napájeném ze stabilizátoru 90. Podle rozsahu je připojen jeden odpor z první řady odporů 30 a jeden odpor z druhé řady odporů 40.Thermistor 10 is connected in a divider powered from stabilizer 90. Depending on the range, one resistor from the first row of resistors 30 and one resistor from the second row of resistors 40 are connected.

Dvojice těchto odporů je volena tak, že v dílčím rozsahu se napětí na vstupu 51 selektivního zesilovače 50 mění lineárně v závislosti na· teplotě. Selektivní zesilovač 50 je .realizován jako- doln-ofrekvenční propust, která potlačí vyšší interferenční frekvence včetně rušení napájecí sítě. Nastavitelným referenčním zdrojem 80 se nastavuje napětí pro komparátor 60 plynule přes dílčí rozsah. Zpožděný koncový člen 70 potlačuje případnou další interferenci impulsního charakteru. Na výstupu tohoto koncového členu 70 se objeví logický signál při dosažení hlídané meze teploty.The pair of these resistors is selected such that, to a partial extent, the voltage at the input 51 of the selective amplifier 50 varies linearly depending on the temperature. The selective amplifier 50 is implemented as a low-frequency pass filter that suppresses higher interference frequencies, including interference with the power supply network. The adjustable reference source 80 adjusts the voltage for the comparator 60 continuously over a sub-range. The delayed end member 70 suppresses any further pulse interference. At the output of this end member 70, a logic signal appears when the monitored temperature limit is reached.

V případě přerušení kteréhokoliv ze čtyř vodičů k termistoru 10 vede první tranzistor 101 nebo druhý tranzistor 102 a dojde k vybavení vyhodnocovacího obvodu 130, na jehož výstupu se objeví logický signál.In the event of any of the four conductors being broken, the first transistor 101 or the second transistor 102 leads to the thermistor 10, and the evaluation circuit 130 is provided, at which a logic signal appears.

Obvod podle vynálezu se uplatní při zabezpečování a hlídání technologických procesů. Umožňuje získat z údaje teploty logický signál pro použití v automatech. Nastavení hlídané meze je jednoduché, přímé a přesné na stupnici, obvod má velkou odolnost vůči interferenci, je hlídáno přerušení vedení k termistoru.The circuit according to the invention is used in securing and monitoring technological processes. It allows to obtain a logical signal from the temperature data for use in vending machines. Setting the monitored limit is simple, direct and accurate on the scale, the circuit has a high resistance to interference, it is monitored by interruption of the line to the thermistor.

Claims

Thermistor temperature sensing circuit comprising two transistors, a selective amplifier, a comparator, a delayed terminal, an adjustable reference source, a stabilizer, and an evaluation circuit, characterized in that the first terminal (11) of the thermistor (10) is connected to all lower terminals a first section (21) of a dual multi-pole switch (20), with all upper terminals of the second section (22) of a dual multi-pole switch (20), and with an input (51) of a selective amplifier (50), ) the double multipole switch (20) is connected to the lower terminals of the first row of resistors (30) and the lower terminals of the second section (22) of the double multipole switch (20) are connected to the upper terminals of the second row of resistors (40); (30) are connected to the stabilizer (90) and the lower terminals of the second row of resistors (40) are connected to the common terminal (150) i a second terminal (12) of the thermistor (10), the first comparator input (61) being connected to the output (52) of the selective amplifier (50)

OF THE INVENTION (60), the output (63) of which is coupled to the delayed end member (70), the second input (62) of the comparator (60) being supplied with an adjustable reference source (80), the thermistor (10) being further connected by the first terminal (11) based on the second transistor (102) and second outlet (12) based on the first transistor (101) such that both the bases of the second transistor (102) are connected to the stabilizer (90) via the second base resistor (112) and the base a first transistor (101) via a first base resistor (111), the emitter of the first transistor (101) being connected to a common terminal (150) and the emitter of the second transistor (102) to the input (51) of the selective amplifier (50); the first transistor (101) is connected via a first collector resistor (121) to a power terminal (140) to which the collector of the second transistor (102) is connected via a second collector resistor (122), the collector of the first transistor (101) connected to prv a collector of a second transistor (102) to a second input (132) of the evaluation circuit (130).