CS234245B1 - Zapojení diodového teploměru - Google Patents

Abstract

Zapojení diodového teploměru pro kompenzaci liělcloh se úbytků napětí polovodičových diod v propustném směru vlivem výrobního rozptylu. K sériovému spojení prvního normalizačního odporu, měrné diody a druhého normalizačního odporu je paralelně připojen zdroj konstantního proudu tak, že druhý normalizační odpor je spojen s výstupem zdroje konstantního napětí. Zapojením se zvyšuje pravděpodobnost při výběru shodných diod 30krát.

Description

Vynález se týká zapojení diodového teploměru pro kompenzaci lišících se úbytků napětí polovodičových diod v propustném směru vlivem výrobního rozptylu.

Způsob měření teploty s použitím polovodičových diod jako čid la spočívá v sledování změn úbytku napětí na měrné diodě při průchodu konstantního proudu v propustném směru v závislosti na teplo tě. Teplotní závislost polovodičových diod je záporná a prakticky lineární. Linearita a nízká cena spolu s velkým teplotním rozsahem pro křemíkové diody 70 až 420 K, jsou důvodem zájmu o tato čidla.

Základními parametry měrných diod jsou napělový úbytek při ur čité teplotě a teplotní koeficient jednotlivých diod. Oba tyto parametry se u jednotlivých diod nezávisle na sobě liší a jsou způso beny výrobním rozptylem. Při výběru dvojic, n-tic nebo při výměně čidla je nutno proměřit velký počet diod k dosažení shody obou parametrů současně. Tato nevýhoda brání rozšíření tohoto jinak výhod ného čidla do výroby a průmyslové praxe.

Dosud známá zapojení diodových teploměrů založených na sledování změn úbytku napětí polovodičových diod při průchodu konstantního proudu v propustném směru neřeší uvedené nevýhody, předpokládají vždy současnou kalibraci čidla a vyhodnocovacího obvodu, což je pro výrobu a průmyslovou praxi nepřijatelné.

Zmíněné nevýhody odstraňuje zapojení diodového teploměru podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že k sériovému spojení prvního normalizačního odporu, měrné diody a druhého normalizačního odporu je paralelně připojen zdroj konstantního proudu ták, že druhý normalizační odpor je spojen se svorkou zdroje konstantního proudu s konstantním napětím a první normalizační odpor je spojen se svorkou zdroje konstantního proudu s proměnlivým napětím. K tomuto spoji je dále připojen vstup diferenčního voltmetru, jehož druhý vstup je spojen s výstupem zdroje konstantního napětí. Nulové svorky zdroje konstantního proudu, zdroje konstantního napětí a diferenčního voltmetru jsou navzájem propojeny. Zapojení je mož2

234 245 no modifikovat tak, že svorka zdroje konstantního proudu s konstant ním napětím má toto napětí nulové a tato svorka je spojena s nulovou svorkou. Jiná modifikace zapojení spočívá v tom, že jeden z nor malizačních odporů je tvořen pouze odporem přívodního vedení, zatím co jinak je tvořen součtem odporů přívodního vedení a vloženého odporu.

Výhodou zapojení podle vynálezu je, že zásadně zjednodušuje vý běr měrných diod, diody se vybírají jen podle shody teplotního koeficientu, bez ohledu na úbytek napětí při určité teplotě, který se dokompenzuje. Pravděpodobnost úspěšného výběru shodné diody při požadavku shody na ± 0,25 K stoupne zapojením podle vynálezu z 0,002 na 0,06, tj. 30krát. Zapojením se současně vykompenzuje odpor přívodního vedení.

Příklad zapojení je na připojeném obrázku, který představuje blokové schéma zapojení. K sériovému spojení prvního normalizačního odporu 2, měrné diody 2 a druhého normalizačního odporu £ je paralelně připojen zdroj 1 konstantního proudu tak, že druhý normalizační odpor 4 je spojen se svorkou 8 s konstantním napětím zdroje 1 konstantního proudu a první normalizační odpor 2 je spojen se svorkou X s měnícím se napětím zdroje 1 konstantního proudu. K tomuto spoji je dále připojen první vstup £ diferenčního voltmetru 6, jehož druhý vstup 10 je spojen s výstupem zdroje 2 konstantního napěti. Nulové svorky zdroje 1 konstantního proudu, zdroje 2 konstant ního napětí a diferenčního voltmetru 6 jsou navzájem propojeny.

Celkový úbytek napětí na sériovém spojení prvního normalizačního odporu 2> měrné diody £ a druhého normalizačního odporu £ je dán rovnicí * R^I + R^I, kde Up je napěťový úbytek na diodě a RI jsou napěťové úbytky na normalizačních odporech 2,4.· Celkový úbytek napětí U_N je výhodné volit při použití křemíkových diod U_N = 800,0 mV při 0° C, konstantní proud je výhodné volit 1 mA nebo i mé ně až do 0,1 mA. Je-li shodné napětí 800,0 mV i na výstupu zdroje 2 konstantního napětí, bude na výstupu diferenčního voltmetru 6 nulové napětí.

Záměnnosti měrných diod 2 se dosáhne zapojením podle vynálezu, výběrem a roztříděním do skupin podle shodných teplotních koeficientů bez ohledu na úbytky napětí při určité teplotě a určitém proudu. Tyto rozdíly se dokompenzují normalizačními odpory 2, 4, které je výhodné vložit do sestavy konektoru čidla, čímž se dosáhne zóměnnosti čidel. Vzhledem k tomu, že normalizační odpory 2, 4 jsou součtem odporu vedení k čidlu a vloženého odporu, je zapojením současně vykompenzován i vliv odporu vedení k čidlu. Teplotní koefi3 234 245 cient měrné diody 2 v zapojení podle vynálezu zůstává nezměněn.

Claims (4)

1. Zapojení diodového teploměru tvořené teploměrnou polovodičovou diodou a vyhodnocovacím zařízením, vyznačené tím, že k sériovému spojení prvního normalizačního odporu (3), měrné diody (2) zapojené v propustném směru a druhého normalizačního odporu (4), je paralelně připojen zdroj (1) konstantního proudu ták, že druhý normalizační odpor (4) je spojen se svorkou (8) s konstantním napětím zdroje (1) konstantního proudu a první normalizační odpor (3) je spojen se svorkou (7) s proměnným napětím zdroje (1) konstantního proudu, k tomuto spoji je dále připojen první vstup (9) diferenčního voltmetru (6), jehož druhý vstu£ (¹°) je spojen s výstupem zdroje (5) konstantního napět^prcCtdvé svorky zdroje (1) konstantního proudu, zdroje (5) konstantního napětí a diferenčního voltmetru (6) jsou navzájem propojeny.

2. Zapojení diodového teploměru podle bodu 1, vyznačené tím, že svor ka (8) s konstantním napětím zdroje (1) konstantního proudui je spojena s nulovou svorkou.

3. Zapojení diodového teploměru podle'bodu 1, vyznačené tím, že první normalizační odpor (3) je tvořen · odporem připojovacího vedení.

4. Zapojení diodového teploměru podle bodu 1, vyznačené tím, že druhý normalizační odpor (4) je tvořen odporem připojovacího vedení.