DD154397A1 - Schnelle temperatursonde mit betriebsbereitschaftsanzeige - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sonde zum Messen von Temperaturen mittels der Temperaturabhaengigkeit der Strom-Spannungskennlinie von Halbleiterdioden. Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Temperatursonde mit kleiner Ansprechzeitkonstante zu schaffen, deren Betriebsbereitschaft darueber hinaus optisch angezeigt wird. Erfindungsgemaess wurde dies dadurch geloest, dass eine Lumineszenzdiode (LED) im Einschaltmoment eines nachgeschalteten Temperaturmessgeraetes einen Stromstoss erhaelt, der das Vorwaermen auf etwa Messtemperatur ausfuehrt. Wenn die LED dabei in Durchlassrichtung gepolt ist, wird durch die Hoehe des Stromes eine Lichtemission angeregt. Ausserdem regt der Betriebsdurchlassstrom zur staendigen Lichtemission an. Dies kann zur Anzeige der Betriebsbereitschaft verwendet werden. Dann wird die LED an die zu messende Stelle gefuehrt.

Description

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Schnelle Temperatursonde mit Betriebsbereitschaftsanzeige

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Sonde zum Messen von Temperaturen, wie sie für Temperaturmeßgeräte erforderlich ist.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Der Einsatz von Halbleiterbauelementen zur Messung von Temperaturen ist bekannt. Es wird ebenfalls die Temperaturabhängigkeit der Strom-Spannungskennlinie von pn-lJb ergangen ausgenutzt (DD-WP 137012, US-PS 3812717), wobei keine einfache Betriebsbereitschaftskontrolle möglich ist und auch von der Möglichkeit des Vorwärmens kein Gebrauch gemacht wird. Vorgeschlagen wurden elektrische Temperaturmeßgeräte, die auf der Anwendung von Thermoelementen und Thermistoren beruhen (DE-OS 2419149)» Der Schaltungsaufwand der nachgeschalteten Auswertegeräte ist.dabei hoch.

Die Überwachung der Punktionsfähigkeit eines Temperaturmeßfüh- lers auf Thermistorbasis ist bekannt (DE-OS 2010288). Die Verwendung einer Lumineszenzdiode in Kombination mit einem SiIizitunfotoelement wird ebenfalls vorgeschlagen (DE-OS 2430766), es wird jedoch die Temperaturabhängigkeit der Lichtausbeute der Lumineszenzdiode ausgenutzt.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine schnell arbeitende, temperaturempfindliche Sonde su finden, deren Betriebsbereitschaft angezeigt wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine temperaturempfindliche Sonde so zu schalten, daß sie schnelle Messungen gestattet, sowie ihre Betriebsbereitschaft zur Anzeige zu bringen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß als temperaturempfindliches Bauelemente eine Lumineszenzdiode (LED) ausgewählt wird. Da die Strom-Spannungskennlinie der auf Halbleiterbasis aufgebauten LED einen Temperaturkoeffizienten aufweist, ist ihre temperaturbedingte Änderung für eine elektronische Temperaturmessung einsetzbar. Um die Geschwindigkeit der Messung zu erhöhen, wird erfindungsgemäß bei höheren als die Umgebungstemperatur zu messenden Temperaturen beim Einschalten der Sonde ein Stromstoß durch die Diode geschickt, der erfindungsgemäß zweierlei Aufgaben erfüllt. Erstens wird eine Vorwärmung der Sonde auf Temperaturen, die ungefähr im Meßtemperaturbereich liegen, vorgenommen. Dadurch wird die Zeit, bis zu der die Sonde die wahre Meßtemperatur annimmt, verkürzt. Zweitens wird die Höhe des Stromstoßes so gewählt, daß die LED, die als Sonde dient, während des Stromstoßes deutlich sichtbar Licht emittiert. Außerdem wird auch während des Meßvorganges durch den Betriebsdurchlaßstrom der LED diese ständig zur allerdings verminderten Licht emission angeregt. Damit wird die Betriebsbereitschaft angezeigt. Die Dauer des Stromstoßes sowie die Höhe des Betriebsdurchlaßstromes müssen sich nach der vorzunehmenden Vorwärmung richten.

Ausführungsbeispiel

Die Anwendung der Erfindung soll an Hand des folgenden Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.

Gemäß Pig. 1 wird die LED von einem konstanten Strom I_ref durchflossen. Der Widerstand R und die LbD bilden die Meßsonde. R wird benötigt, um ohne weiteren Abgleich am nachgeschalteten Verstärker eine beliebige Anzahl von Meßsonden verwenden zu können, die alle zu gleichen Meßergebnissen führen.

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R wird bei einer zu definierenden Bezugstemperatur so eingestellt, daß die Ausgangsgröße U des nachgeschalteten Verstärkers einen Bezugswert annimmt. Der elektronische Schalter S wirkt derartig, daß unmittelbar vor der Messung die Ladung des Kondensators C über R. und die LED einen solchen Stromstoß hervorruft, daß die LED etwa auf die zu erwartende Meßtemperatur aufgeheizt wird und dabei deutlich Licht emittiert, so daß einerseits eine sehr kurze Meßzeit erzielt wird und andererseits eine Betriebsbereitschaftsanzeige gegeben ist. Zum Zeitpunkt der Messung ist der elektronische Schalter S wieder geöffnet.

Die Spannung U- dient im Zusammenhang mit R^ dazu, bei der Bezugsteraperatur einen solchen Strom in Richtung des invertierenden Eingangs des Verstärkers V fließen zu lassen, der den durch Rp in Richtung des invertierenden Einganges des Verstärkers V fließenden Strom gerade kompensiert. Pur diesen Fall ergibt sich

R₁ R₁

— · U = —i- U ρ ο _R ^uref R R

und für die Ausgangsspannung des Verstärkers V ergibt sich

R₁

^R2

mit etwa Uj- = - 2 mV/K.

Die Größe des Kondensators C und/oder des Widerstandes R. wird so gewählt, daß der Stromstoß beim Einschalten des elektronischen Schalters S die gewünschte Erwärmung der LED bewirkt.

Claims (2)

2 2 5 2 8 2 -*- Erfindungsanspruch

1. Temperatursonde zur schnellen Messung von Temperaturen mittels der Temperaturkoeffizienten einer Halbleiter-pn-Anordnung und Anzeige der Betriebsbereitschaft dadurch gekennzeichnet, daß als Meßsonde eine in Durchlaßrichtung gepolte lichtemittierende Lumineszenzdiode (LED) gewählt wird.

2· Temperatur sonde nach . -Pu^kt 1 dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar vor dem Ivleßvorgang ein Stromstoß auf die Lumineszenzdiode gegeben wird, der die Diode auf den Meßtemperaturbereich erwärmt und sie zu einer Lichtemission anregt.

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