DE3522985A1 - Anordnung zur temperaturmessung mit einem quarzoszillator - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Tempera­ turmessung mit einem Quarzoszillator, enthaltend einen Schwingquarz mit temperaturabhängiger Schwingfrequenz, der über ein Koaxialkabel mit einer Oszillatorschaltung elek­ trisch verbunden ist.

Aus dem Operating und Service Manual 2804A der Fa. Hewlett Packard, Quartz Thermometer, von 1978, ist eine Anordnung zur Temperaturmessung mit einem Quarzoszillator bekannt, die eine als Meißner-Oszillator ausgebildete Oszillatorschaltung enthält. Diese Oszillatorschaltung weist jedoch Spulen, Kondensatoren und Überträger auf, so daß es nicht möglich ist, diese Oszillatorschaltung als integriertes Bauelement herzustellen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung zur Temperaturmessung mit einem Quarzoszillator zu schaffen, die eine integrierbare Oszillatorschaltung ohne Spulen, Kondensatoren oder Übertrager enthält.

Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung zur Temperaturmes­ sung eingangs genannter Art dadurch gelöst, daß die Oszil­ latorschaltung einen ersten Transistor mit einem Kollek­ torwiderstand und einen ersten Emitterwiderstand enthält, dessen Kollektor die Basis eines zweiten Transistors mit einem zweiten Emitterwiderstand ansteuert, daß die den Emittern der Transistoren abgewandten Klemmen der beiden Emitterwiderstände mit der Basis des ersten Transistors verbunden sind, die über eine Zenerdiode an einem Pol einer Gleichspannungsquelle liegt, der mit dem Kollektor des zweiten Transistors und über den Kollektorwiderstand mit dem Kollektor des ersten Transistors verbunden ist, daß die Abschirmung des Koaxialkabels gemeinsam mit dem Emitter des ersten Transistors an dem Gegenpol der Gleich­ spannungsquelle liegt und daß die Seele des Koaxialkabels mit dem Emitter des zweiten Transistors verbunden ist. Die erfindungsgemäße Anordnung zur Temperaturmessung ist als Emitter gekoppelter Quarzoszillator ausgebildet, die ohne Verwendung von Spulen, Kondensatoren und Übertrager herstellbar und somit integrierbar ist.

Um zu vermeiden, daß Metallteile des Gehäuses der Anordnung zur Temperaturmessung bzw. äußere Teile des Koaxialkabels eine elektrische Spannung führen, ist es aus Sicherheitsgründen vorteilhaft, den Gegenpol der Gleichspannungsquelle auf Erdpotential zu legen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben. Sie zeigt eine Oszillatorschaltung mit Schwingquarz.

Die Oszillatorschaltung besteht aus einem ersten Transis­ tor 1, der mit einem Kollektorwiderstand 2 und einem ersten Emitterwiderstand 3 beschaltet ist. Der Kollektor des ersten Transistors 1 steuert die Basis eines zweiten Transistors 4 an, an dessen Emitter ein zweiter Emitter­ widerstand 5 angeschlossen ist. Die den Emittern der Transistoren 1 und 4 abgewandten Klemmen der beiden Emit­ terwiderstände 3 und 5 sind miteinander und mit der Basis des ersten Transistors 1 verbunden. Über eine Zenerdiode 6 liegt die Basis des ersten Transistors 1 an einem Pol 7 einer Gleichspannungsquelle, der mit dem Kollektor des zweiten Transistors 4 und über den Kollektorwiderstand 2 mit dem Kollektor des ersten Transistors 1 verbunden ist.

Der auf Erdpotential liegende Gegenpol 8 der Gleichspan­ nungsquelle ist einerseits mit der Abschirmung 9 des Koaxialkabels und andererseits mit dem Emitter des ersten Transistors 1 verbunden. Die Seele 10 des Koaxialkabels ist mit dem Emitter des zweiten Transistors 4 verbunden. Der Schwingquarz 11 ist auf der der Oszillatorschaltung abgewandten Seite des Koaxialkabels einerseits an der Abschirmung 9, andererseits an der Seele 10 des Koaxialka­ bels angeschlossen. Die Transistoren 1 und 4 sind als npn-Transistoren ausgebildet. Der eine Pol 7 der Gleichspannungsquelle weist positives Potential auf.

Die Oszillatorschaltung funktioniert wie folgt:

Ein durch den Widerstand 3 fließender Strom wird im Transistor 1 verstärkt und führt damit zu einem erhöhten Spannungsabfall an dem Widerstand 2. Dieses hat wiederum ein Absinken des Stromes durch den Transistor 4 und damit auch ein Sinken der Spannung an den Widerständen 3 und 5 zur Folge. Das bedeutet, daß die Widerstände 3 und 5 für einen bestimmten Spannungsbereich "negativ" werden. Der Schwingquarz 11 ist mit diesen Widerständen in Reihe geschaltet, was zu Schwingungen auf der niederohmigen Resonanzfrequenz des Schwingquarzes führt.

Die Oszillatorschaltung kann beispielsweise eine 4,7 V Zenerdiode 6, einen Kollektorwiderstand 2 von 2,2 k, einen ersten Emitterwiderstand 3 von 56, einen zweiten Emitterwiderstand 5 von 470 und einen Schwingquarz 11 vom Typ SQ 4830 von VALVO aufweisen.

Wird an den Pol 7 eine Gleichspannung von +5,5 V angelegt, schwingt der Quarz 11 mit einer Nennfrequenz von 4,204112 MHz. Bei einer Temperaturänderung von 100°K verändert sich die Frequenz des Quarzes 11 um ca. 1%, d. h. um ca. 42 kHz.

Claims (2)

1. Anordnung zur Temperaturmessung mit einem Quarzos­ zillator, enthaltend einen Schwingquarz (11) mit tempera­ turabhängiger Schwingfrequenz, der über ein Koaxialkabel (9, 10) mit einer Oszillatorschaltung elektrisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Oszillatorschaltung (1-6) einen ersten Transistor (1) mit einem Kollektor­ widerstand (2) und einen ersten Emitterwiderstand (3) enthält, dessen Kollektor die Basis eines zweiten Transistors (4) mit einem zweiten Emitterwiderstand (5) ansteuert, daß die den Emittern der Transistoren (1, 4) abgewandten Klemmen der beiden Emitterwiderstände (3, 5) mit der Basis des ersten Transistors (1) verbunden sind, die über eine Zenerdiode (6) an einem Pol (7) einer Gleichspannungsquelle liegt, der mit dem Kollektor des zweiten Transistors (4) und über den Kollektorwiderstand (2) mit dem Kollektor des ersten Transistors (1) verbunden ist, daß die Abschirmung (9) des Koaxialkabels gemeinsam mit dem Emitter des ersten Transistors (1) an dem Gegenpol ( 8) der Gleichspannungsquelle liegt und daß die Seele (10) des Koaxialkabels mit dem Emitter des zweiten Transistors (4) verbunden ist.

2. Anordnung zur Temperaturmessung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenpol (8) der Gleich­ spannungsquelle auf Erdpotential liegt.