Przedmiotem wynalazku jest dwuprzewodowy przetwornik miliwoltowego napiecia, zwlaiszcza si¬ ly termoelektrycznej, majacy zastosowanie glów¬ nie w przekazywaniu do oddalonego odbiornika informacji — w postaci wymuszania pradowego — o temperaturze otoczenia termoelementu lub o stanie elektrycznym innego czujnika generujacego na wyjsciu zmiany napiecia. Przetwornik ten mo¬ ze byc wyikorzyStyWany w ukladach kontroli, re¬ jestracji i regulacji temperatury.Ze wzgledu na male gabaryty jest szczególnie predysponowany do wbudowania na wejsciu elek¬ trycznego regulatora analogowego. Znany jest z polskiego opisu patentowego nr 11841(6 przetwornik sily termoelektrycznej, zaopatrzony w róznicowy wzmacniacz operacyjny utrzymujacy po¬ przez regulator pradu quasi równowage mostka pomiarowego, majacego w przekatnej wlaczone zródlo SEM i wejscie wspomnianego wzmacnia¬ cza.Mostek pomiarowy sklada sie z podlaczonych do zródla napiecia odniesienia dwóch galezi, z których pierwsza tworza polaczone szeregowo: rezystor sprzezienia zwrotnego, pierwszy rezystor zaboczni- kowany kondensatorem i drugi rezystor. Pierwszy rezystor od strony rezystora sprzezenia zwrotne¬ go jest polaczony z pierwszym wyjsciowym za¬ ciskiem przetwornika, zas od strony drugiego re¬ zystora z jednym wejsciem wzmacniacza. Druga galaz mostka pomiarowego jest utworzona z trze¬ ciego rezystora polaczonego szeregowo z nastaw¬ nym rezystorem, który z kolei jest polaczony po¬ przez czwarty rezystor z termomctrycznym rezy¬ storem polaczonym z drugiej strony poprzez piaty 5 rezystor z zaciskiem zródla napiecia odniesienia.Czwarty rezystor jest zabocznijkowany potencjo¬ metrem, którego suwak stanowi pierwszy wejscio¬ wy zacisk przetwornika, Drugi Wejsciowy zacisk stanowi drugie wejscie wzmacniacza, z innego pol¬ io skiego opisu patentowego nr 132188 jest znany Uiklad teffnOCzUly, zWlaszCza do wsjpólpracy z tef- moeleftientdrn, posiadajacy stabilizator napiecia* do którego zacisków wyjsciowych jest podlaczony trój^ ramienny dzielhik, majacy polaczony z wyjsciem is pradowego zródla wezel Wyznaczajacy sasiednie ramiona dolne i srodkowe zawierajace co naj¬ mniej po jednym diodówo polaczonym tranzysto¬ rze.W innej wersji tego Ukladu w srodkowe ramie 20 jest wlaczony pierwszy rezystor — polaczony po¬ przez potencjometr zabocznikowany drugim rezy¬ storem — z bedacym w górnym ramieniu trze¬ cim rezystorem.Wada znanych przetworników miliwoltowego na- 29 piecia i/lub sily termoelektrycznej jest rozbudo¬ wany, zlozony z elementów dyskretnych, stabili¬ zator napiecia odniesienia, zas w przypadku prze¬ tworników sily termoelektrycznej, z wbudowana kompensacja spoin odniesienia termoelementu, jak 30 równiez stosowanie rezystora termoeletkryeznego. 136 970s 136 970 4 Celem wynalazku jest konstrukcja przetwornika wykorzystujaca najszerzej obecnie rozpowszechnio¬ ny monolityczny - stabilizator napiecia o ukladzie podstawowym //A'723 (majacy polski odpowiednik produkcji CEMI oznaczony symbolem UL 7523) i eliminujaca kosztowny termoelektryczny rezystor.Dwuprzewodowy] przetwornik miliwoltowego na¬ piecia ma w jednym z ramion mostka termoczuly, (napieciowy dzielnik, którego srodkowy zacisk po¬ przez rezystor jest polaczony z napieciowymi, ko¬ rzystnie monolitycznym stabilizatorem o ukladzie podstawowym polaczonymi z wejsciem inwersyj- nym wzmacniacza bledu, ze zlozonym — z rezy¬ stora i diodowo polaczonego tranzystora — dwój- nikiem stanowiacym górne ramie próbkujacego dzielnika, z kolei zas wspomniany napieciowy dziel¬ nik sklada sie co najmniej z rezystora i bedacych para monolityczna dwóch bipolarnych tranzysto¬ rów, których bazy i kolektory sa polaczone w jed¬ nym wezle stanowiacym srodkowy zacisk wspom¬ nianego dzielnika, natomiast tranzystor próbku¬ jacego dzielnika oraz co najmniej dwu bipolarne tranzystory napieciowego dzielnika wchodza w sklad ukladu monolitycznego.Dzieki zastosowaniu w ramieniu mostka pól¬ przewodnikowego, napieciowego dzielnika oraz wy¬ korzystaniu monolitycznego stabilizatora napiecia ipolaczonego inwersyjnyim wejsciem wzmacniacza bledu ze srodkowym zaciskiem próbkujacego d*Liel- nika, który w jednym z ramion zawiera diodowo polaczony tranzystor bipolarny, poza zwiekszona dokladnoscia kompensacji wolnych konców termo- elementu wyróznia sie w stosunku do znanych ukladów uproszczona konstrukcja i obnizonym wkladem robocizny.Uruchomienie (zestrojenie) przetwornika sprowa¬ dza sie do ustawienia jednego potencjometru u- sytuowanego w galezi mostka wejsciowego.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku przedstawiajacym przetwornik w schemacie ideowym.Dwuprzewodowy przetwornik wedlug wynalazku ma wyrózniajacy sie malym poborem pradu na¬ pieciowy stabilizator 1 sprzezony z monolitycznym stabilizatorem 2. Wykorzystujacy generowane w stabilizatorze 2 napiecie odniesienia U»rstabiliza¬ tor 1 polaczony jest wyjsciem z wejsciem V+ stabilizatora 2, którego koncówka Vc jest zwarta z zaciskiem „+" przetwornika, zas pomiedzy wyj¬ scie Vout i bedaca zaciskiem odniesienia konców¬ ka V" jest wlaczony próbkujacy dzielnik 3 ma¬ jacy w dolnym ramieniu rezystor Rl, zas w gór¬ nym diodowo polaczony bipolarny tranzystor Tl z szeregowym rezystorem R2.Wyjscie Vout stabilizatora 2 poprzez rezystor R3 jest polaczone ze srodkowym zaciskiem, bedacego w galezi mostka 4, napieciowego dzielnika 5 ma¬ jacego w górnym ramieniu diddowo polaczony tranzystor T2, zas w ramieniu dolnym diodowo polaczony tranzystor T3 z szeregowym rezystorem R4, który poprzez dostrojczy potencjometr PI lest polaczony z rezystorem R5. Skrajne zaciski galezi mostka 4 stanowia: polaczona z zaciskiem odnie¬ sienia V koncówka rezystora R5 i emiter tran¬ zystora T2 zwarty z wyjsciem Vout stabilizato¬ ra 2.W drugiej galezi mostka 4 znajduja sie pola¬ czone szeregowo: rezystor R6, zabocznikowany kon¬ densatorem Cl, rezystor R7 i dolaczony do za¬ cisku odniesienia V" rezystor R8 sprzezenia zwrot¬ nego. Wezel R7—R8 stanowi zacisk „—" przetwor¬ nika. Pomiedzy suwak potencjometru PI i odwra¬ cajace wejscie róznicowego wzmacniacza 6 jest wlaczone zródlo E przetwarzanego napiecia mili¬ woltowego, przy czym odpowiedzialny za równo¬ wage mostka 4 wspomniany wzmacniacz 6 jest polaczony wejsciem nieodwracajacym z wezlem R6—R7, natomiast wyjsciem poprzez stabilistor Dl — z baza koncowego tranzystora T4, którego zla¬ cza baza-emiter jest zabocznikowane rezystorem R9. Pomiedzy emiter tranzystora T4 i zacisk od¬ niesienia V" jest wlaczony rezystor RIO boczni¬ kujacy wejscie Vel—-Vcs ogranicznika pradowego stabilizatora 2.Pomiedzy zaciski „+" i „—" przetwornika jest wlaczone zródlo zasilajacego napiecia Uz z sze¬ regowym odbiornikiem Rl. Tranzystory Tl, T2 i T3 wchodza w sklad ukladu monolitycznego.Stabilizator 2 utrzymuje na wyjsciu Vout na- *Rj2i piecie Uo = (1 + ) Ur + UBEi = aUr + R/l- + Ubei- Stosunek pradów plynacych przez emi¬ tery tranzystorów T3 i T2 okresla zaleznosc 13 ,R3 L = 12 (a — 1) (R4 + PI + R5) — R3 Ur wyprowadzona przy zalozeniu 13= R4 + PI + R5 Ur (a — 1) oraz I= usprawiedliwionym wo- R3 bec A U < Uo, pomijalnie malego pradu Ip wzmacniacza 6 i przyjeciu II = 12 (dzieki czemu zwlaszcza w przypadku gdy tranzystory Tl i T2 naleza do jednego ukladu monolitycznego Ubei & » Ube2. Skutkiem utrzymywania stalego, nieza¬ leznego od wysterowania (wielkosc E) przetworni- 13 ka, stosunku b = róznica A\J = UBE3 — — UBE2 w przypadku monolitycznej pary T2 i T3 jest scisle okreslona funkcja temperatury T oto¬ czenia przetwornika i wynosi A U [mV] = 0,08614 (Tk + A T) lub A U [mV] = Uk + 0,08614 A T lnL, gdzie Uk oznacza wartosc id U w przy¬ padku T równej zlozonej temperaturze kompen¬ sacji Tk.Odpowiedzialny za równowage mostka 4, rózni¬ cowy wzmacniacz 6 tak steruje (stanowiacym czesc wyjsciowego pradu IL przetwornika) pradem tran¬ zystora T4, aby spadek napiecia od pradu II po¬ dazal za zmianami wielkosci E i temperatury T AU + CUr zgodnie z zaleznoscia IL — ( ——r— + E) R6 + R7 + R8 Ur — gdzie: C — R6 R8 m 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 605 136 970 6 R4 + a BI R15 + (1 — a) PI A Esi — JEk — zas dla T ^ Tk E = Eo — 1 {°K] (T — Tk) przy czym Eo oznacza sile termoelektryczna E w przypadku tem¬ peratury wolnych konców termoelementu z tem¬ peratury równej 0°C. zlEk — oznacza zmiane sily E wywolana prze¬ niesieniem wolnych konców termoelementu z tem¬ peratury 0°C do temlperatury Tk.JEsr. — oznacza srednia zmiane sily E wy¬ wolana odchyleniem temperatury Tk o ± ^1T.Wartosc stosunku b okreslajaca JU powinna byc wyliczona dla danego typu termoelementu tak, aby zostal wyeliminowany wplyw temperatury T (jako odchylenie od Tk) na wyjsciowy prad II z przetwornika.Tak wiec powinien byc spelniany warunek: 0,086114 lnL ¦ = jEsr. 1 + C Zastrzezenia patentowe 1. Dwuprzewodowy przetwornik miliwoltowego napiecia, zwlaszcza sily termoelektrycznej, zawie- 10 is rajacy pólprzewodnikowy mostek, polaczony jed¬ na przekatna z wyjsciem stabilizatora napiecia od¬ niesienia, zas druga przekatna z wejsciem kaska¬ dy utworzonej ze wzmacniacza róznicowego i wzmacniacza koncowego, znamienny tym, ze w jednym z ramion mostka (4) ma termoczuly, na¬ pieciowy dzielnik (5), którego srodkowy zacisk po¬ przez rezystor pieciowego, korzystnie monolitycznego stabilizatora (2) o ukladzie podstawowym /* A 723 polaczonego inwersyjnym wejsciem (InV) wzmacniacza bledu ze zlozonym z rezystora (R2) i diodowo polaczo¬ nego tranzystora (Tl) dwójnikiem stanowiacym górne ramie próbkujacego dzielnika (3). 2. Przetwornik wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze termoczuly, napieciowy dzielnik (5) sklada sie co najmniej z rezystora (R4) i bedacych para mo¬ nolityczna dwóch bipolarnych tranzystorów (T2 i T3), których bazy i kolektory sa polaczone w jed¬ nym wezle stanowiacym srodkowy zacisk wspom¬ nianego dzielnika (5). 3. Przetwornik wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze tranzystor (Tl) próbkujacego dzielnika (3) oraz tranzystory (T2 i T3) napieciowego dzielnika (5) wchodza w sklad jednego ukladu monolityczne¬ go. PL