CS220002B1

CS220002B1 - Measuring circuit with non-linear thermistor type sensors

Info

Publication number: CS220002B1
Application number: CS435880A
Authority: CS
Inventors: Jiri Galas
Original assignee: Jiri Galas
Priority date: 1980-06-19
Filing date: 1980-06-19
Publication date: 1983-03-25

Abstract

Vynález se týká zapojení měřicího obvodu s nelineárními snímači užívaného například k měření rozdílu teplot, kde snímači jsou termistorové teploměrné odporníky. Podstata měřicího obvodu s nelineárními snímači typu termistor, tvořeného dvěma snímači (1 a 2) a dvěma stálými odporníky (4 a 5), spočívá v tom, že do uzlu mezi druhým stálým odporníkem (5) a druhým snímačem (2) je připojen první vývod kompenzačního snímače (3), jehož druhý vývod je připojen k první napájecí svorce (7).The invention relates to the connection of a measuring circuit with nonlinear sensors used, for example, to measure temperature differences, where the sensors are thermistor temperature measuring resistors. The essence of the measuring circuit with nonlinear sensors of the thermistor type, consisting of two sensors (1 and 2) and two fixed resistors (4 and 5), lies in the fact that the first terminal of the compensation sensor (3) is connected to the node between the second fixed resistor (5) and the second sensor (2), the second terminal of which is connected to the first power terminal (7).

Description

Vynález se týká zapojení měřicího obvodu s nelineárními snímači užívaného například k měření rozdílu teplot, kde snímači jsou termistorové teploměrné odporníky.The invention relates to the connection of a measuring circuit with non-linear sensors used, for example, to measure the temperature difference, wherein the sensors are thermistor thermistor resistors.

U měřicího obvodu s nelineárními snímači se následkem nelineární charakteristiky snímače mění citlivost měřicího obvodu, což vyžaduje zvláštní úpravu stupnice při použití přimoukazujícího měřidla a nebo náročnější linearizační obvody k docílení stálé citlivosti měřicího obvodu, respektive k zajištění přijatelné přesnosti měření.In a measuring circuit with non-linear sensors, the sensitivity of the measuring circuit changes due to the non-linear characteristic of the sensor, requiring special scale adjustments when using an inverting meter or more sophisticated linearization circuits to achieve constant sensitivity of the measuring circuit or assure acceptable measurement accuracy.

Uvedený nedostatek řeší měřicí obvod s nelineárními snímači typu termistor podle vynálezu, sestávající z prvního snímače, druhého snímače, prvního stálého odporníku a druhého stálého odporníku v můstkovém zapojení. Jeho podstata spočívá v tom, že do uzlu mezi druhým stálým odporníkem a druhým snímačem je připojen první vývod kompenzačního snímače, jehož druhý vývod je připojen k první napájecí svorce.This problem is solved by a measuring circuit with non-linear thermistor sensors according to the invention, consisting of a first sensor, a second sensor, a first fixed resistor and a second fixed resistor in a jumper circuit. It is based on the fact that a first compensation sensor terminal is connected to the node between the second resistor and the second sensor, the second terminal of which is connected to the first supply terminal.

Uzel mezi prvním snímačem a prvním stálým odporníkem je připojen k druhé napájecí svorce. Uzel mezi prvním stálým odporníkem a druhým stálým odporníkem je připojen k první měřicí svorce a uzel mezi prvním snímačem a druhým snímačem je připojen k druhé měřicí svorce.A node between the first sensor and the first resistor is connected to the second power terminal. The node between the first resistor and the second resistor is connected to the first measuring terminal and the node between the first sensor and the second sensor is connected to the second measuring terminal.

První snímač, druhý snímač a kompenzační snímač mají nelineární charakteristiku stejného typu, kdy například se vzrůstající měřenou veličinou hodnota odporů snímačů klesá a současně klesá i změna odporů snímačů v poměru ke změně měřené veličiny. Na napájecí svorky je připojen napájecí zdroj napětí, kompenzační snímač převádí stejnou veličinu jako první nebo druhý snímač a mezi první a druhou měřicí svorkou je výstupní napětí.The first transducer, second transducer and compensation transducer have a non-linear characteristic of the same type where, for example, as the measured variable increases, the value of the sensor resistances decreases and the change in the sensor resistances decreases in relation to the change in the measured value. A power supply is connected to the power terminals, the compensation sensor converts the same quantity as the first or second sensor, and the output voltage is between the first and second measuring terminals.

Zapojení kompenzačního snímače do série s můstkovým zapojením prvního a druhého snímače, zvláště když hodnoty odporů prvního a druhého stálého odporníku jsou podstatně menší než hodnoty odporů prvního a druhého snímače a výsledný odpor můstkového zapojení ze strany napájecích svorek je určen hlavně stálými odporníky, se dosáhne toho, že například při vzrůstu měřené veličiny klesá hodnota odporu kompenzačního snímače, čímž úbytek napětí na můstkovém zapojení vzrůstá, což vyrovnává pokles citlivosti způsobený poklesem poměrné změny odporů prvního a druhého snímače, takže výsledná citlivost měřicího obvodu zůstává v určitém rozsahu prakticky stálá. Shodné hodnoty citlivosti se dosáhne pouze pro dvě hodnoty měřené veličiny. Mezi těmito hodnotami, respektive v okolí těchto hodnot, lze pro určitou dovolenou chybu považovat výslednou citlivost za prakticky stálou.The connection of the compensation sensor in series with the bridge connections of the first and second sensors, especially when the resistance values of the first and second permanent resistors are substantially lower than the resistance values of the first and second sensors and the resulting resistance of the bridge connection from the power terminals For example, as the measured value increases, the resistance value of the compensating sensor decreases, thereby increasing the voltage drop across the bridge circuit, which compensates for the decrease in sensitivity due to a decrease in the relative change in resistances of the first and second sensors. The same sensitivity value is achieved only for two values of the measured quantity. Between these values, or around these values, the resulting sensitivity can be considered to be practically constant for a certain permissible error.

Měřicí obvod s nelineárními snímači typu termistor lze použít i v případě, že druhý snímač je nahrazen stálým odporníkem.A measuring circuit with non-linear thermistor sensors can also be used if the second sensor is replaced by a resistor.

Konkrétní uspořádání měřicího obvodu s nelineárními snímači typu termistor je znázorněno na přiloženém výkresu.The specific arrangement of the measuring circuit with non-linear thermistor sensors is shown in the attached drawing.

Měřicí obvod podle vynálezu je tvořen prvním snímačem 1 a druhým snímačem 2, například termistorovými teploměrnými odporníky s hodnotami Rtj = Rt₂ = 15k Ω při teplotách Ti = T2—25°C a materiálovou konstantou 4050 K. Tyto dva snímače 1 a 2 jsou zapojeny do můstku s prvním stálým odporníkem 4 a druhým stálým odporníkem 5, jež mají hodnoty například R_o-78 Ω. Kompenzační snímač, připojený k uzlu mezi druhým snímačem 2 a druhým stálým odporníkem 5 a umístěný na teplotě Ti, je rovněž termistorový teploměrný odporník a hodnotou Rkt^ = = 100 Ω při teplotě Ti = 25°C a materiálovou konstantou 3550 K. Druhý vývod kompenzačního snímače 3 je připojen k první napájecí svorce 7 a uzel mezi prvním snímačem 1 a prvním stálým odporníkem 4 je připojen k druhé napájecí svorce 6. Uzel mezi stálými odporníky 4 a 5 je připojen k první měřicí svorce 8 a uzel mezi snímači 1 a 2 je připojen k druhé měřicí svorce 9.The measuring circuit according to the invention consists of a first sensor 1 and a second sensor 2, for example thermistor thermistors with Rtj = Rt ₂ = 15k Ω at Ti = T2-25 ° C and a material constant of 4050 K. These two sensors 1 and 2 are connected to bridge with the first constant resistor 4 and the second constant resistor 5 which have values as _R-78 Ω. The compensation sensor, connected to the node between the second sensor 2 and the second resistor 5 and located at the temperature Ti, is also a thermistor thermistor resistor and a value Rkt ^ = 100 Ω at temperature Ti = 25 ° C and a material constant of 3550 K. the sensor 3 is connected to the first power terminal 7 and the node between the first sensor 1 and the first resistor 4 is connected to the second power terminal 6. The node between the resistors 4 and 5 is connected to the first measuring terminal 8 and the node between the sensors 1 and 2 is connected to the second measuring terminal 9.

Pro uvedené zvolené hodnoty prvků měřicího obvodu podle vynálezu, který je určen pro převod rozdílu teplot Tj a Tz na výstupní napětí, je výsledná citlivost shodná při teplotách Ti = 40°C a 70 °C. Mezi těmito teplotami není odchylka výsledné citlivosti větší než 2,5 %.For the selected values of the elements of the measuring circuit according to the invention, which are intended to convert the temperature difference Tj and Tz to the output voltage, the resulting sensitivity is identical at temperatures Ti = 40 ° C and 70 ° C. Between these temperatures, the resulting sensitivity deviation is not more than 2.5%.

Claims

A non-linear thermistor type measuring circuit consisting of a first sensor, a second transducer of a first fixed resistor and a second / fixed resistor in a jumper circuit, characterized in that a node between the second fixed resistor (5J and the second transducer (2) is connected) a first compensation sensor terminal (3), the second terminal of which is connected to the first power terminal (7).