NL7908932A - Semiconductor gas sensor controlled heating. - Google Patents

Semiconductor gas sensor controlled heating.

Info

Publication number
NL7908932A
NL7908932A NL7908932A NL7908932A NL7908932A NL 7908932 A NL7908932 A NL 7908932A NL 7908932 A NL7908932 A NL 7908932A NL 7908932 A NL7908932 A NL 7908932A NL 7908932 A NL7908932 A NL 7908932A
Authority
NL
Grant status
Application
Patent type
Prior art keywords
heating
resistor
temperature
voltage
gas sensor
Prior art date
Application number
NL7908932A
Other languages
Dutch (nl)
Original Assignee
Draegerwerk Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electro-chemical, or magnetic means
    • G01N27/02Investigating or analysing materials by the use of electric, electro-chemical, or magnetic means by investigating the impedance of the material
    • G01N27/04Investigating or analysing materials by the use of electric, electro-chemical, or magnetic means by investigating the impedance of the material by investigating resistance
    • G01N27/12Investigating or analysing materials by the use of electric, electro-chemical, or magnetic means by investigating the impedance of the material by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
    • G01N27/122Circuits particularly adapted therefor, e.g. linearising circuits
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00Control of temperature
    • G05D23/19Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1906Control of temperature characterised by the use of electric means using an analogue comparing device
    • G05D23/1913Control of temperature characterised by the use of electric means using an analogue comparing device delivering a series of pulses
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00Control of temperature
    • G05D23/19Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/20Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature
    • G05D23/24Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature the sensing element having a resistance varying with temperature, e.g. a thermistor

Description

{ * {*

Halfgeleider-gassensor met geregelde verwarming. Semiconductor gas sensor controlled heating.

De uitvinding heeft "betrekking op een half-geleider-gassensor met door temperatuurafhankelijke veerstand geregelde electrische verwarming. The invention "relates to a semiconductor gas sensor-controlled electric heating by temperature-dependent spring position.

De halfgeleider-gassensoren maken de 5 concentratiemeting en controle mogelijk van gasbestand-delen in gasmengsels, bijvoorbeeld in'de atmosfeer. The semiconductor gas sensors 5 to make the concentration measurement and possible control of gasbestand-parts in gas mixtures, for example, In'De atmosphere.

Zij verlangen het nauwkeurig handhaven van een bepaalde verhoogde bedrijfstemperatuur, om betrouwbare metingen op te leveren. They desire to accurately maintain a certain elevated temperatures, to provide reliable measurements. Daartoe zijn verwarmingen met een nauv-10 keurige regeling nodig. To this end heaters are required with a nauv-10 neat arrangement.

Bij een bekende gasdetector wordt de als gassensor dienende halfgeleiderlaag door een aangrenzende verwarmer, een electrische weerstandslaag, op de verhoogde bedrijfstemperatuur gehouden. In a known gas detector, the gas sensor serving as a semiconductor layer by an adjacent heating coil, an electrical resistance layer, maintained at the elevated operating temperature. Beide elementen zijn op 15 een keramische drager aangebracht, waartegen de, de verwarming sturende, temperatuur^afhankelijke weerstand in de vorm van een thermistor aanligt. Both elements are arranged on a ceramic support 15, against which the, controlling the heating, ^ abuts temperature-dependent resistor in the form of a thermistor. De thermistor wordt met een gestabiliseerde spanning door tussenkomst van een met een transistor uitgeruste constante stroombron 20 bediend. The thermistor is equipped constant current source 20 controlled by a stabilized voltage by intermediary of a with a transistor. Bij wisselende temperatuur verandert de weerstand van de thermistor en zodoende de daarop staande spanning. At varying temperature changes the resistance of the thermistor and thus the voltage thereto. Deze schakelt eter tussenkomst van een transistor en een Darlington-bekrachtiger de stroomflux door de verwarmer bij een onderste temperatuurwaarde in en bij 25 een bovenste temperatuurwaarde uit. These switches eater intervention of a Darlington transistor, and an enhancer of the current flow through the heater at a lower temperature value in at 25 and an upper temperature value from. Een cyclus van in- en uitschakeling duurt bij normale temperatuurgesteldheden ongeveer 3 s. A cycle of activation and deactivation takes at normal temperature conditions for about 3 s. Bezwaarlijk is, dat het zelfs bij constante milieugesteldheden optredende schommelen van de bedrijfs- 7908932 Μ 2 temperatuur bij een gevoelige ^nsor reeds het meetresultaat beïnvloeden kan. Objectionable is that, even at constant environmental conditions occurring rocking of the operating 7908932 Μ at a second temperature-sensitive ^ nsor may already influence the measuring result. (General Monitors, Model 2200). (General Monitors, Model 2200).

Een bekende gasdetector met een halfgeleider als gassensor heeft een electrische verwarmer, die 5 dicht aangrenzend aan de gassensor aangebracht is en deze tot de hoogste bedrijfstemperatuur verwarmt. A known gas detector comprising a semiconductor gas sensor as has an electric heater, which is disposed closely adjacent to the gas sensor 5 and this is heated to the highest operating temperature. De verwarmer bestaat uit een weerstand met aanzienlijke temperatuurcoëfficiënten. The heater comprises a resistor with significant temperature coefficients. Deze ligt met vergelijks-weerstanden in een brugschakeling, die in serie met een 10 eerste transistor op de voedingspanning aangesloten is. This is compared with greatly-resistors in a bridge circuit, which is connected in series with a first transistor 10 to the power supply voltage.

Door tussenkomst van een servolus wordt de door de brugschakeling lopende stroom met de eerste transistor in afhankelijkheid van de spanning over de brugdiagonalen zo gestuurd, dat de weerstandswaarde van de verwarmer in 15 hoofdzaak op een vaste waarde, corresponderend met een nominale bedrijfstemperatuur, gehouden wordt. By the intermediary of a servo loop is the so-controlled by the bridge circuit current flowing to the first transistor in dependence on the voltage across the bridge diagonals, that the resistance value of the heater 15 substantially at a fixed value, corresponding to a nominal operating temperature, is maintained. De servolus bestaat uit een met een weerstand teruggekoppelde operatieversterker, waarvan de ingangen met de brug.-diagonalen en waarvan de uitgang door tussenkomst van 20 een weerstand met een tweede transistor verbonden zijn. The servo loop consisting of a resistor with a fed-back operational amplifier, whose inputs with the brug.-diagonals, and the output of which through the intermediary of a resistor 20 with a second transistor are connected.

De tweede transistor stuurt door tussenkomst van een weerstand de eerste transistor op de beschreven wijze. The second transistor controls through the intermediary of a resistor to the first transistor in the manner described. Bezwaarlijk is, dat de brugschakeling door de totale verwarmingsstroom doorstroomd is, waardoor de in serie .25 met de verwarmer aangebrachte vergelijksweerstanden aan een hoge stroombelasting en daarmee eigenverwarming blootgesteld zijn. is objectionable in that the bridge circuit by the total heating current is flowed through, so that the .25 in series with the heater resistors disposed compare to a high current load and hence self-heating have been exposed. Dit leidt tot een verandering van de weerstandswaarden, die de nauwkeurigheid van de temperatuurregeling nadelig beïnvloedt. This leads to a change of the resistance values, which adversely affects the accuracy of the temperature control. Het over de vergelijks-30 weerstanden en ook over de eerste transistor optredende vermogensverlies stelt bij draagbare apparaten een verkorting van de gebruiksduur van de ingebouwde stroombron voor, en de ontstane warmte leidt tot een ongewenste verwarming van de kast, waarin de schakeling ondergebracht 35 is. The over the yellowing greatly-30 resistors, and also across the first transistor occurring power losses enables to portable devices, a shortening of the useful life of the built-in power source for, and the resulting heat leads to an undesirable heating of the enclosure, wherein the circuit is housed 35. Door zijn talrijke afzonderlijke delen is de schakeling 7908932 3 duur. Due to its many individual parts, the circuit is 7908932 3 expensive. (Duitse Offenlegungschrift 2h 15 315)· (2h OS No. 15 315) ·

Het oogmerk van de uitvinding is een halfgeleider-gassensor met een geregelde verwarming, die met geringe schakelingskosten bij kleine constructiegrootte een 5 gering vermogersrerlies een nauwkeurige handhaving van de bedrijfstemperatuur mogelijk maakt. The object of the invention is a semiconductor gas sensor with a controlled heating system, which allows a precise maintenance of the operating temperature, a small 5 vermogersrerlies the case of small overall size, low cost circuit.

Dit oogmerk is volgens de uitvinding gerealiseerd doordat de verwarming door middel van een oscillator met de sturende elementen ïïTC(negatieve temperatuurscoëffi-10 ciënt)-weerstand in warmtecontact met de verwarmer en een condensator bediend wordt. This object is achieved according to the invention in that the heating by means of an oscillator with the guiding elements IITC (negative temperatuurscoëffi-10 coefficient) resistor is operated in thermal contact with the heater, and a capacitor. Zodoende wordt door een door de temperatuur gestuurde oscillator de verwarmer of aan- of afgeschakeld. Thus, the heater, or on or off by an oscillator controlled by the temperature. Een verlaging van de verwarmingsstroom op tussenwaarden vinden in de schakeling niet plaats, 15 zodat ook een daarmee samenhangend vermogenverlies niet optreedt. A reduction of the heating current are to intermediate values ​​not take place in the circuit 15, so that also a concomitant loss of power does not occur. Bij draagbare apparaten met ingebouwde stroombronnen wordt door het vermijden van verliezen de gebruikstijd daarvan verlengd. In portable devices with built-in power sources is extended to the time of use thereof, by avoiding losses. De trilling van de inrichting gebeurt met hogere frequentie, waarbij de verhouding van 20 verwarmingsduur tot verwarmingspauze door de temperatuur van de NTC-weerstand bepaald wordt. The vibration of the apparatus takes place with a higher frequency, with the ratio of duration of heating 20 for heating pause is determined by the temperature of the NTC resistor. Dit levert een prac-tisch continue en zodoende nauwkeurige regeling op. This provides a prac-tically continuous and thus precise control on it. Bij inwerking van sterkere storingen van buiten af wordt het trillingsbereik van de inrichting kortstondig over-25 schreden en dan door ononderbroken aan- resp. Under the action of stronger interference from the outside, the vibration range of the device for a short time over-25 steps, and then by continuous attachment or. afschakelen van de verwarmer een versnelde terugkeer tot de bedrijfstemperatuur bewerkstelligd. switching off of the heater effected an accelerated return to the operating temperature. Het geringe aantal schakel-elementen en het geringe warmteverlies daarvan veroorloven een ruimtebesparende opbouw met onderbrenging van de regel-30 schakeling in de sensorkast bij korte leidinglengten. The small number of switching elements and the low heat loss thereof, can afford a space-saving structure with assignment of the control-circuit 30 into the sensor housing when the short line lengths.

Een doelmatige verdere uitvoering van de uitvinding is verkregen doordat de oscillator in zijn schakeling een operatieversterker heeft, waardoor door de hoge versterking door middel van de operatieversterker een zeer betrouw-35 bare oscillator gevormd en zodoende een nauwkeurige regeling 7908932 ft An advantageous further embodiment of the invention is obtained in that the oscillator in its circuit has an operational amplifier, thereby forming a highly reliable bare oscillator 35 through the high gain by means of the operation amplifier, and thus a precise regulation 7,908,932 ft

It van de verwarming verkregen wordt. It is obtained by heating.

Een uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding is in de tekeningen voorgesteld en wordt in het volgende beschreven. An exemplary embodiment of the present invention is illustrated in the drawings and will be described in the following.

5 Fig. 5 Fig. 1 toont de halfgeleider-gasaensor met de geregelde verwarming in de sensorkast, fig. 2 toont het schakelschema van de geregelde verwarming, fig. 3 is een diagram van het spanningsverloop 10 over de tijd in de punten A en B van het schakelschema. 1 shows the semiconductor-gasaensor with the controlled heating in the sensor casing, Fig. 2 shows the circuit diagram of the regulated heating, FIG. 3 is a diagram of the voltage course 10 over the time in the points A and B of the circuit diagram.

In fig. 1 wordt in de sensorkast 1 het onderste blad 2 met de electronische constructiedelen van de regelschakeling opgehouden. In FIG. 1, in the sensor housing 1, the bottom sheet 2 held up to the electronic components of the control circuit. Hieraan wordt door tussenkomst van de toevoerleiding 3 uit de stroomvoorzienings- en 15 aanwijsinrichting 12 de voedingspanning toegevoerd. To this is added by the intervention of the supply line 3 from the power supply and indicating device 15, 12 supplied with the power supply voltage. Het bovenste blad 1 draagt de van de weerstandslaag 5 voorziene verwarmer 6, waartegen de HTC-weerstand 7 in warmtege-leidende verbinding, maar electrisch geïsoleerd aanligt. The upper blade 1 carries the of the resistance layer 5 provided with heater 6, against which the HTC-resistor 7 in warm At the same lead connection, but electrically isolated abuts.

De verwarmer 6 en HTC-weerstand 7 zijn door tussenkomst 20 van leidingen met de constructiedelen op het onderste blad 2 verbonden. The heater 6 and HTC-resistor 7 are connected through the intermediary of conduits 20 with the construction parts on the lower leaf 2. Het te verwarmen object, de halfgeleider-gassensor 8, ligt warmtegeleidend tegen de verwarmer 6 aan. The object to be heated, the semiconductor gas sensor 8, is heat-conducting to the heater 6 is on. De met de halfgeleider-gassensor 8 verbonden meetleiding 9 is in samenhang met de toevoerleiding 3 door de opening 25 10 in de bodem 11 van de sensorkast 1 naar buiten gevoerd en op de stroomvoorzienings- en aanwijsinrichting 12 aangesloten. The semiconductor gas sensor 8 with the attached measurement line 9 is in connection with the feed pipe 3 through the opening 25, 10 in the bottom 11 of the sensor housing 1 to the outside and connected to the power supply and indicating device 12. De sensorkast 1 is met het van gaten voorziene deksel 13 gesloten, door de gaten waarvan het te controleren gas uit de omgeving bij de halfgeleider-gassensor 8 30 geraken kan. The sensor housing 1 is closed with the cover 13 provided with holes, through the holes of which the checking of gas from the environment to the semiconductor gas sensor 8 can get 30.

Zoals in fig. 2 wordt gezien, wordt de positieve voedingspanning ü van 10 V door tussenkomst van de δ beveiligingsweerstand 1¼ (800 Ω ) aan een brug van Wheatstone toegevoerd, die uit de potentiometer 15» 35 de weerstand 16 (12 kft ), de NTC-weerstand 7 en de weer- 7908932 As shown in Fig. 2 is seen, the positive supply voltage U of 10 V through the intermediary of the δ is limiting resistor 1¼ (800 Ω) to a Wheatstone bridge is fed, which consists of the potentiometer 15 »35, the resistor 16 (12 kft), the NTC-resistor 7 and the resistance 7,908,932

Jk 5 stand 17 (12 kQ } bestaat. De Zenerdiode 18 waarborgt een constante werkspanning van 5*6 V voor de brug van Wiesb^one · De omkerende ingang (-) van de operatiever-sterker 19 is met het verbindingspunt van de potentio-5 meter 15 met de weerstand 16 verbonden, en de niet-om-kerende ingang (+) met het verbindingspunt van NTC-weer-stand 7 met de weerstand 17. De uitgang van de operatie-versterker 19 is met de basis van de transistor 20 verbonden, en de emitter daarvan door tussenkomst van de 10 verwarmer 6 met de voedingspanning ü en door tussenkomst s van de condensator 21 (0,15yF) met de niet-omkerende ingang (+) van de operatieversterker 19· Jk 5 position 17 (12 kQ} already exists, the Zener diode 18 ensures a constant operating voltage of 5 * 6 V for the bridge of Wiesb ^ one · The inverting input (-.) Of the operatiever amplifier 19 is connected to the junction of the potentiometer 5 meter 15 to the resistor 16 is connected, and to the non-inverting input (+) connected to the junction of NTC-resistor 7 to the resistor 17. the output of the operation amplifier 19 is connected to the base of the transistor 20 is connected, and the emitter thereof to the non-inverting input (+) through the intermediary of the 10-heater 6 to the power supply voltage U s and through the intermediary of the capacitor 21 (0,15yF) of the operation amplifier 19 ·

De werking van de geregelde verwarming is als volgt: De potentiometer 15 is overeenkomstig de gewenste nominale 15 temperatuur van de verwarmer 6 van 150°C, resulterend uit de bedrijfstemperatuur van halfgeleider-gassensor 8, op ongeveer 170Ω ingesteld. The operation of the controlled heating is as follows: The potentiometer 15 is in accordance with the desired nominal 15 temperature of the heater 6 of 150 ° C, resulting from the operating temperature of semiconductor gas sensor 8, is set to about 170Ω. Bij inbedrijfname zijn de verwarmer 6 en NTC-weerstand 7 koud, en is de weerstand van de NTC-weerstand 7 hoog en bedraagt ongeveer 12 kfl. At start-up, the heater 6 and NTC-resistor 7 cold, and is the resistance of the NTC-resistor 7 high and amounts to about 12 kfl.

20 Zodoende ligt over de niet-omkerende ingang (+) van de operatieversterker 19 met ongeveer 2,8 V een aanzienlijk geringere spanning dan over&omkerende ingang (-) met ongeveer 5*5 V. Het lineaire bereik van de zonder tegen-koppeling met maximale versterking werkende operatie-25 versterker 19 strekt zich slechts over een spanningsverschil van 0,1 mV over zijn ingangen uit. 20 Thus, overlies the non-inverting input (+) of the operational amplifier 19, by about 2.8 V is a substantially lower voltage than about & inverting input (-) with approximately 5 * 5 V. The linear range of the without a counter-coupling with maximum reinforcing-acting operation-amplifier 25, 19 extends only over a voltage difference of 0.1 mV over its input channels. Met het optredende spanningsverschil is de operatieversterker 19 vol uitgestuurd, waarbij de uitgang daarvan het onderste spanningsniveau aanneemt. With the voltage difference is occurring, the operational amplifier 19 with full output, wherein the output of the latter assumes the lower voltage level. Daardoor wordt de transistor 20 doorge-30 stuurd. As a result, the transistor 20 is controlled doorge-30. De verwarmer 6 wordt doorstroomd en de verwarmer 6 en zodoende de NTC-weerstand 7 worden verwarmd. The heater 6 is flowed through, and the heater 6, and thus, the NTC-resistor 7 are heated. Als gevolg van de verwarming verminderen de weerstand van de NTC-weerstand 7 en zodoende het spanningsverschil over de ingangen van de operatieversterker 19. Het spannings-35 niveau over de uitgang van de operatieversterker 19 blijft 7908932 * 6 echter eerst onveranderd, daar de operatieversterker 19 ook door het kleiner geworden spanningsverschil over zijn ingangen vol uitgestuurd is. As a result of the heating to reduce the resistance of the NTC-resistor 7 and hence the voltage difference across the inputs of the operational amplifier 19. The voltage 35 level on the output of the operation amplifier 19, however, remains 7908932 * 6 are initially unchanged as the operation amplifier 19 voltage also become the smaller of its inputs is sent full. De verwarming wordt met vol vermogen voortgezet. Heating is continued at full power.

5 Eerst wanneer "bij benadering van de nominale temperatuur het spanningsverschil over de ingangen met zowat 0,1 mV in het lineaire bereik van de operatieversterker 19 komt, treedt over zijn uitgang een stijging van het spanningsniveau op. Hierdoor komt op de in het volgende 10 beschreven wijze een oscillerende stroomflux door de verwarmer 6 tot stand. De aansturing van de transistor 20 met een hoger spanningsniveau verhoogt zijn weerstand, en de spanning over zijn emitter neemt toe. Deze positieve spanningstoename wordt door tussenkomst van de condensa-15 tor 21 op de niet-omkerende ingang (+) van de operatieversterker 19 teruggekoppeld, daarin weer versterkt en opnieuw over de transistor 20 werkzaam. Van hier wordt het signaal opnieuw naar de operatieversterker 19 teruggekoppeld, versterkt enz. Het resultaat is een plotsklaps 20 snel doorlopen van het lineaire bereik van de operatieversterker 19· Zijn uitgang neemt het bovenste spanningsniveau aan. In het diagram van fig. 3 bevindt 5 First, when "approximately of the nominal temperature is the voltage difference across the inputs by about 0.1 mV in the linear range of the operation amplifier 19, its output acts on an increase in the voltage level on. As a result, comes at in the next 10 described manner, an oscillating current flow through the heater 6 to position. the control of the transistor 20 with a higher voltage level increases its resistance, and the voltage across its emitter increases. These positive voltage increase is through the intermediary of the condensation-15 tor 21 on the non-inverting input (+) of the operational amplifier 19 is fed back, it again amplified and again over the transistor 20 operative. from here the signal is once again to the operation amplifier 19 is fed back, amplified etc. the result is a sudden 20 rapidly passes through the linear range of the operational amplifier 19 · Its output takes the upper voltage level on. is In the diagram of Fig. 3 deze ver-warmingssprong zich tussen de punten 22 en 23. De transistor 20 sluit nu de stroomflux door de verwarmer 6 af en 25 de verwarmingspauze treedt in. This far-jump warming located between the points 22 and 23. The transistor 20 now closes the current flow through the heater off 6 and 25, the heating occurs in pause.

Nu vindt de ontlading van de condensator 21 plaats. Now the discharge of the capacitor 21 takes place.

Dit gebeurt eerst in hoofdzaak door tussenkomst van de This happens first in most part, by the intermediary of the

Zenerdiode 18 en de geringe warmteweerstand van de NTC- weerstand 7» tot de spanning van het meetpunt A gelijk is 30 aan de spanning van de Zenerdiode 18 (punt 2b in fig. 3). Zener diode 18 and the low thermal resistance of the NTC resistor 7 'until the voltage of the measuring point 30 A is equal to the voltage of the Zener diode 18 (section 2b in Fig. 3).

de , . the.

Het proces verloopt snel met/tijdconstante T1 * °21 * R7 warm The process is fast with / time constant T1 ° * 21 * R7 warm

De verdere ontlading gebeurt alleen nog door tussenkomst van de weerstand 17 met zijn ten opzichte van de warmteweerstand van de NTC-weerstand hogere weer- 7908932 7 standswaarde en duurt als gevolg van de zodoende grotere tijdconstante The further discharge only takes place through the intervention of the resistor 17 with its with respect to the heat resistance of the NTC-resistance higher resistance 7908932 7 position value, and takes as a result of the thus greater time constant

T2 = C21 ' R1T T2 = C21 R1T

langer (tussen de punten 2b en 25 in fig. 3). longer (between points 2b and 25 in FIG. 3). Geraakt 5 door de ontlading van de condensator 21 het spanningsverschil over de ingangen van de operatieversterker 19 weer in zijn lineaire bereik, dan vindt het in het voorgaande beschreven plotsklaps doorlopen van het lineaire bereik in omgekeerde zin (tussen de punten 25 en 26 van 10 fig. 3) plaats, waarbij de condensator 21 plotsklaps geheel ontladen wordt. Touched 5 by the discharge of the capacitor 21 the voltage difference across the inputs of the operational amplifier 19 is again in its linear range, then find it precipitously described in the previous run through of the linear range in the opposite direction (between the points 25 and 26 of 10 FIG . 3) takes place, in which the capacitor 21 is discharged abruptly whole is. De uitgang van de operatieversterker 19 neemt weer zijn hoogste spanningsniveau aan, en door tussenkomst van de doorgestuurde transistor 20 treedt de stroomflux door de verwarmer 6 op, en treedt de ver-15 warmingsduur in. The output of the operation amplifier 19 returns to its highest voltage level of, and through the intermediary of the through-controlled transistor 20 occurs, the current flow through the heater 6 is on, and enters the far-15, heating duration.

De overgang tot een vernieuwde afsluiting van de stroomflux wordt door de oplading van de condensator 21 bepaald, die door tussenkomst van de beveiligingsweerstand 1¾ en de warmteweerstand van de NTC-weerstand 7 met de tijd-20 constante Tlaad C21 * ^R1U + R7 varm^ plaatsvindt (tussen de punten 26 en 22 van fig. 3). The transition to a renewed occlusion of the current flow is determined by the charging of the capacitor 21, which through the intervention of the protection resistor 1¾ and the heat resistance of the NTC-resistor 7 to the time-20 constant Tlaad C21 * ^ R1U + R7 varm ^ takes place (between the points 26 and 22 of FIG. 3). Geraakt daarbij het spanningsverschil over de ingangen van det operatieversterker 19 in zijn lineaire bereik (bij 25 het punt 22), dan begint het beschreven, met hogere frequentie (in^orde van grootte van 1 kHz) verlopende trillingsproces van voren af aan. Touched thereby the voltage difference across the inputs of det operation amplifier 19 in its linear range (at 25, the point 22), then the above-described, it begins with a higher frequency (in ^ order of magnitude of 1 kHz) running oscillation process from the beginning.

De regeling wordt bij het trillingsproces op zodanige wijze werkzaam, dat de lengte van de verwarmings-30 duur en verwarmingspauze zomede hun verhouding van de temperatuur van de HTC-weerstand ^ afhangen. The scheme is at the oscillation process, in such a way working, that the length of the heating time and heating pause 30 zomede depend on their ratio of the temperature of the HTC-resistance ^. Bij een geringere temperatuur dan de nominale temperatuur is R^, groter. At a lower temperature than the temperature rating is R ^ is greater. Daardoor wordt de verwarmingsduur, bepaald door Tiaad » in geringe mate verlengd, omdat de verhoging 35 van R gesommeerd met R^ in \aad OPS88·'*'· Thereby, the heating duration, as determined by Tiaad »extended to a small extent, because the increase of R 35, summed with R ^ in \ aad OPS88 · '*' ·

Voor de deelstappen van ae verwarmingspauze werkt 7908932 8 <* de vergroting van E^ verschillend uit. For the sub-steps of ae heating break works 7908932 8 <* from the magnification of E ^ are different. De eerste deelstap, de ontlading van de condensator 21 op de spanning van de Zenerdiode 18, verlengt zich overeenkomstig aan de weerstandsverhoging volgens , 5 Voor de tweede deelstap, de verdere ontlading van de condensator 21 op de door de spanningsdeler uit NTC-weerstand 7 en weerstand 17 ter plaatse van het verbindingspunt van deze constructiedelen gegeven spanning, daalt deze spanning door de vergroting van E^. The first sub-step, the discharge of the capacitor 21 to the voltage of the Zener diode 18, is prolonged in accordance with the increase in resistance in accordance with, 5 For the second sub-step, the further discharge of the capacitor 21 on the by the voltage divider of NTC-resistor 7, and resistor 17 at the location of the junction point of these components given voltage, this voltage drops by the increase of E ^. Het 10 grotere spanningsonderscheid bewerkstelligt een snellere ontlading van de condensator 21, zodat het spanningsverschil over de ingangen van de operatieversterker 19 eerder in zijn lineaire bereik geraakt met het beschreven plotsklaps doorlopen van het lineaire bereik der 15 beëindiging van de verwarmingspauze optreedt. The 10 larger voltage differentiate brings about a more rapid discharge of the capacitor 21, so that the voltage difference across the inputs of the operational amplifier 19 rather hit in the linear range with the above-described sudden passage of the linear range of the 15 termination of the heating pause occurs. Daar de tweede deelstap met de grote tijdconstante T2 = C21 ! Since the second sub-step with the large time constant T2 = C21! R17 plaats vindt, werkt tijdelijk de verkorting van de tweede deelstap in hoofdzaak sterker uit dan de verlenging van de eerste deelstap. R17 occurs, temporary works substantially shortening the second part step stronger than the extension of the first step. Over het geheel komt 20 het dus tot een verkorting van de verwarmingspauze. On the whole, 20 is, therefore, to a shortening of the heating break.

Een geringere temperatuur dan de nominale temperatuur wordt zodoende door een geringe verlenging van de ver-warmingsduur en een duidelijke verkorting van de verwarmingspauze tegengewerkt. A lower temperature than the nominal temperature is thus counteracted by a slight prolongation of the remote-heating time and a distinct shortening of the heating interval. Treedt een temperatuur boven 25 de nominale temperatuur op, omdat de sensorkast 1 voorbijgaand door een instraling van buiten af getroffen wordt, dan verlopen de processen in omgekeerde zin. Occurs a temperature above 25, the nominal temperature, because the sensor unit 1 for transient is affected by a radiation from the outside, then run the processes in reverse sense.

Een hogere temperatuur dan de nominale temperatuur wordt dan door een geringe verkorting van de verwarmingsduur 30 en een sterke verlenging van de verwarmingspauze tegengewerkt . A higher temperature than the nominal temperature is then counteracted by a slight shortening of the heating time is 30 and a strong extension of the heating break.

Zijn de van buiten inwerkende storingen zo groot, dat door de veranderde weerstandswaarde van de NTC-weer- stand 7 het spanningsverschil over de ingangen van de 35 operatieversterker 19 niet meer in zijn lineaire bereik 7908932 <λ 9 geraakt, dan wordt door langdurig, ononderbroken aan-resp. Are the external interference received so large, that due to the changed resistance value of the NTC-resistor 7, the voltage difference across the inputs of the 35 operation amplifier 19 is no longer hit in the linear range 7908932 <λ 9, then by the long-term, continuous to-resp. afschakelen van de verwarmer 6, in dezelfde zin als voor de inbedrijfname beschreven is, de storing tegen-eewerkt, tot bij benadering bij de nominale temperatuur ^ de beschreven trillingsprocessen weexfinzetten. switching off of the heater 6, it is described in the same sense as for the start-up, the interference negative-eewerkt, to approximately at the nominal temperature ^ weexfinzetten the above-described vibration processes.

79 ° 8 9 3 2 79 ° 8 9 3 2

Claims (3)

  1. 1, Halfgeleider-gassensor met door temperatuur-afhankelijke veerstand geregelde electrische verwarming, gekenmerkt doordat de verwarming door middel van een oscillator met de sturende elementen NTC-weerstand (7) 5 in warmtecontact met de verwarmer (6) en een condensator (21) bediend wordt. 1, solid-state gas sensor due to temperature-dependent spring-position-controlled electric heating, characterized in that the heating by means of an oscillator with the guiding elements NTC resistor (7) 5 in thermal contact operated by the heater (6) and a capacitor (21) is becoming.
  2. 2. Halfgeleider-gassensor volgens conclusie 1, gekenmerkt doordat de oscillator in zijn schakeling een operatieversterker (19) heeft. 2. A semiconductor gas sensor according to claim 1, characterized in that the oscillator in its circuit has an operation amplifier (19). 10 10
  3. 3. Inrichting, in hoofdzaak zoals voorgesteld in de beschrijving en/of tekeningen. 3. A device, substantially as shown in the description and / or drawings. 7908932 7908932
NL7908932A 1979-03-07 1979-12-12 Semiconductor gas sensor controlled heating. NL7908932A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2908911 1979-03-07
DE2908911 1979-03-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL7908932A true true NL7908932A (en) 1980-09-09

Family

ID=6064729

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL7908932A NL7908932A (en) 1979-03-07 1979-12-12 Semiconductor gas sensor controlled heating.

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JPS55143435A (en)
FR (1) FR2451029A1 (en)
GB (1) GB2044491A (en)
NL (1) NL7908932A (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4467182A (en) * 1981-09-16 1984-08-21 Nordson Corporation Control circuit
DE3431373A1 (en) * 1984-08-25 1986-03-06 Hoelter Heinz Pollutant sensor for motor vehicles, protective working cabins, etc.
EP0231231B1 (en) * 1985-07-19 1990-09-19 Hölter, Heinz, Dipl.-Ing. Process for detecting toxic matter in air which enters a cabin or similar enclosure where persons are present
EP0354486A3 (en) * 1988-08-12 1990-08-01 E.T.R. Elektronik Technologie Rump Gmbh Apparatus for carrying out a method to identify and to quantify unknown gaseous substances
US5886614A (en) * 1997-04-11 1999-03-23 General Motors Corporation Thin film hydrogen sensor
US20060199271A1 (en) * 2005-03-07 2006-09-07 Ming-Ren Lian Temperature feedback control for solid state gas sensors

Also Published As

Publication number Publication date Type
GB2044491A (en) 1980-10-15 application
FR2451029A1 (en) 1980-10-03 application
JPS55143435A (en) 1980-11-08 application

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3333160A (en) Proximity responsive system
US4163391A (en) Device for checking the level of a liquid in a tank
US4043196A (en) Method and apparatus for effecting fluid flow measurement in a single sensor
US6776817B2 (en) Airflow sensor, system and method for detecting airflow within an air handling system
US4911357A (en) Humidity controller utilizing absolute humidity
US5780715A (en) Combustible gas measuring sensor circuit
US6487904B1 (en) Method and sensor for mass flow measurement using probe heat conduction
US4516865A (en) Resistance thermometer
US5339687A (en) Flowmeter
US3898554A (en) Measured-value transducer with a compensating bridge circuit
US6146015A (en) Fast response digital thermometer
US4426960A (en) Control circuitry for multistage fans
US4135396A (en) Temperature compensating fluid velocity sensing apparatus
US20050099163A1 (en) Temperature manager
US6151560A (en) Open circuit failure monitoring apparatus for controlled electrical resistance heaters
US4373392A (en) Sensor control circuit
US4465229A (en) Humidity comfort offset circuit
US3523182A (en) Variable cycle rate and duty cycle temperature controls
US4821700A (en) Device for determining mass flow and direction of flow
US5847526A (en) Microprocessor controlled fan
US3136877A (en) Electronic thermostatic system
US4734554A (en) Heating apparatus with humidity sensor
US4404462A (en) Universal temperature control circuits
US6658931B1 (en) Fluid flow sensing and control method and apparatus
US4487063A (en) Solid state mass air flow sensor

Legal Events

Date Code Title Description
BV The patent application has lapsed