RU2025044C1 - Method of digital measurement of temperature and device for its realization - Google Patents
Method of digital measurement of temperature and device for its realization Download PDFInfo
- Publication number
- RU2025044C1 RU2025044C1 SU4846027A RU2025044C1 RU 2025044 C1 RU2025044 C1 RU 2025044C1 SU 4846027 A SU4846027 A SU 4846027A RU 2025044 C1 RU2025044 C1 RU 2025044C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- voltage
- pulse
- frequency
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к технике измерения температуры различных сред с помощью полупроводниковых приборов с p-n-переходами и может быть использовано для дистанционных измерений с повышенной точностью и надежностью. The invention relates to techniques for measuring the temperature of various media using semiconductor devices with p-n junctions and can be used for remote measurements with increased accuracy and reliability.
Целью изобретения является повышение точности путем исключения влияния нестабильности электрофизических параметров полупроводиниковых диодов, параметров интегратора и канала связи на результат преобразования. The aim of the invention is to improve accuracy by eliminating the influence of the instability of the electrophysical parameters of semiconductor diodes, the parameters of the integrator and the communication channel on the conversion result.
На фиг. 1 приведена схема устройства для преобразования температуры в частоту релаксационных колебаний; на фиг.2 - схема блока обработки, входящего в устройство; на фиг. 3 - эпюры напряжения, поясняющие работу устройства. In FIG. 1 shows a diagram of a device for converting temperature into a frequency of relaxation oscillations; figure 2 - diagram of the processing unit included in the device; in FIG. 3 - voltage plots explaining the operation of the device.
Устройство (фиг. 1) содержит генератор опорного напряжения 1, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый резисторы 2-10, полупроводниковый датчик 11, транзисторный ключ 12, интегрирующий конденсатор 13, операционный усилитель 14, первый и второй триггеры 18, 19, формирователь импульсов сброса 20, реверсивный счетчик импульсов 21, задатчик числа 22, формирователь импульсов 23, первый и второй блоки согласования 24, 25, линия связи 26, блок обработки сигналов 27. Элемент 5, 12-14, 23 образуют преобразователь напряжения в частоту (ПНЧ). The device (Fig. 1) contains a
Блок обработки (фиг. 2) сигналов содержит формирователь счетных импульсов 28, частотный детектор 29, дифференцирующую цепь 30, первый и второй элементы И-НЕ 31 и 32, первый и второй задатчики чисел 33 и 34, первый и второй реверсивные счетчики импульсов 35 и 36, триггер 37, логический элемент И 38, первый и второй формирователи 39 и 40 управляющих импульсов, счетчик импульсов 41, регистр 42, преобразователь частота-код 43, цифровое отсчетное устройство 44, блок формирования результирующего кода 45 и общую шину 46. The signal processing unit (Fig. 2) contains a counting
В предложенном техническом решении в качестве чувствительного к температуре параметра используют сопротивление p-n-перехода полупроводникового датчика, включенного в зарядную RC цепь ПНЧ. При прохождении тока через p-n-переход на последнем создается падение напряжения, зависящее от температуры среды, в которую помещен датчик. В результате частота релаксационных колебаний зависит от температуры. При малых значениях температуры получают малое значение падения напряжения на переходе, что не всегда обеспечивает заряд конденсатора до требуемого уровня в заданном частотном диапазоне генератора. В этой связи падение напряжения усиливают или используют дополнительное опорное напряжение, обеспечивая, тем самым, увеличение тока заряда конденсатора. Усиление разности (или суммы) опорного напряжения и падения напряжения позволяет выбрать требуемый частотный диапазон преобразования температуры в частоту и обеспечить необходимую чувствительность преобразования. In the proposed technical solution, the resistance of the pn junction of the semiconductor sensor included in the charging RC frequency converter circuit is used as a temperature-sensitive parameter. When the current passes through the p-n junction, a voltage drop is created at the latter, depending on the temperature of the medium in which the sensor is placed. As a result, the frequency of relaxation oscillations depends on temperature. At low temperatures, a small value of the voltage drop across the junction is obtained, which does not always provide the capacitor charge to the required level in a given frequency range of the generator. In this regard, the voltage drop is amplified or an additional reference voltage is used, thereby providing an increase in the charge current of the capacitor. The amplification of the difference (or sum) of the reference voltage and voltage drop allows you to select the desired frequency range for converting temperature to frequency and provide the necessary conversion sensitivity.
Сущность предложенного способа заключается в следующем. The essence of the proposed method is as follows.
Формируют релаксационное колебание частоты f1 путем заряда интегрирующего конденсатора током, пропорциональным разности между опорным напряжением Uo и падением напряжения Uп1=Iд1 .rд на p-n-переходе (с сопротивлением rд) полупроводникового датчика от первого значения тока Iд1, протекающего через переход, до момента равенства нарастающего значения падения напряжения Vк1=Кус(Vo-Vп1) (где Кус - коэффициент усиления) на конденсаторе заданному значению Vоп.A relaxation oscillation of the frequency f 1 is formed by charging an integrating capacitor with a current proportional to the difference between the reference voltage U o and the voltage drop U p1 = I d1 . r d at the pn junction (with resistance r d) of the semiconductor sensor from the first current value I d1 flowing through the junction to the moment of the equality of the increasing value of the voltage drop V k1 = K us (V o -V p1 ) (where K us is the gain ) on the capacitor to the set value of V op .
При постоянной времени заряда конденсатора τ =RC, где С - емкость конденсатора, R - сопротивление цепи, обеспечивающей ток заряда Iк1, разность опорного напряжения Vо и падения напряжения Vп1 достигнет (при Кус=1) значения Vоп за время
T1= = (1)
Значение частоты f1 релаксационных колебаний определится выражением f1= (2)
Известно что связь между током Iд1 через p-n переход и приложенным напряжением на нем определяется уравнением вольт-амперной характеристики перехода
I= Io· e (e) (3) где Iд1 - ток через p-n-переход;
Io . e-B/Tx - ток насыщения, зависящий от абсолютной температуры Тх;
Io - ток насыщения при Tx _____→ ∞;
В - коэффициент, зависящий от материала полупроводника и ширины зоны перехода;
q - заряд электрона;
К - постоянная Больцмана;
Vп1 - падение напряжения на переходе.At a constant time of the charge of the capacitor τ = RC, where C is the capacitance of the capacitor, R is the resistance of the circuit providing the charge current I k1 , the difference between the reference voltage V о and the voltage drop V p1 will reach (at K us = 1) the value of V op in time
T 1 = = (1)
The value of the frequency f 1 relaxation oscillations is determined by the expression f 1 = (2)
It is known that the relationship between the current I d1 through the pn junction and the applied voltage on it is determined by the equation of the current-voltage characteristic of the junction
I = I o · e (e ) (3) where I d1 is the current through the pn junction;
I o . e -B / Tx is the saturation current, depending on the absolute temperature T x ;
I o is the saturation current at T x _____ → ∞;
B is a coefficient depending on the material of the semiconductor and the width of the transition zone;
q is the electron charge;
K is the Boltzmann constant;
V p1 - voltage drop at the junction.
Учитывая, что при изменении температуры в диапазоне Тх>300К значение отношения КТх/q >> 26 мВ, уравнение (3) можно представить в виде
I= Io· e e (4).Given that when the temperature changes in the range T x > 300K, the value of the ratio CT x / q >> 26 mV, equation (3) can be represented as
I = I o · e e (4).
Падение напряжения на p-n-переходе определится с учетом (4) выражением
U= (5)
Учитывая, что ток насыщения Io>Iд1, падение напряжения представим выражением с положительным логарифмом
U= - ln (Io/I) Tx (6).The voltage drop at the pn junction is determined taking into account (4) by the expression
U = (5)
Given that the saturation current I o > I d1 , the voltage drop is represented by the expression with a positive logarithm
U = - ln (I o / I ) T x (6).
Из выражения (6) видно, что падение напряжения на p-n-переходе линейно уменьшается от температуры Тх. При этом крутизна вольт-амперной характеристики определяется значением ln(Io/Iд1) , а начальное значение - параметром В.From the expression (6) it is seen that the voltage drop at the pn junction decreases linearly with temperature T x . Moreover, the slope of the current-voltage characteristic is determined by the value ln (I o / I d1 ), and the initial value is determined by parameter B.
Ток через p-n-переход Iд1, выбирают предельно малым, исходя из начального участка вольт-амперной характеристики выбранного полупроводникового датчика (диода), что исключает дополнительный нагрев перехода относительно контролируемой температуры Тх.The current through the pn junction I d1 is selected as extremely small, based on the initial portion of the current-voltage characteristic of the selected semiconductor sensor (diode), which eliminates additional heating of the junction relative to the controlled temperature T x .
В соответствии с выражениями (2) и (6) частота разряда интегрирующего конденсатора определяется падением напряжения Vп1 на p-n-переходе и линейно зависит от температуры. Подставляя (6) в (2), получим выражение
f1= Uo- + ln (Io/I1 ) Tx , (7) связывающее частоту релаксационных колебаний с температурой, параметрами RC-цепи и вольт-амперной характеристикой p-n-перехода.In accordance with expressions (2) and (6), the discharge frequency of the integrating capacitor is determined by the voltage drop V p1 at the pn junction and depends linearly on temperature. Substituting (6) in (2), we obtain the expression
f 1 = U o - + ln (I o / I 1 ) T x , (7) relating the frequency of relaxation oscillations to temperature, RC circuit parameters, and the current – voltage characteristic of the pn junction.
Частоту (7) релаксационных колебаний измеряют и запоминают. Затем увеличивают ток через p-n-переход на 5...10% от первоначального значения Iд1, т. е. до значения Iд2=(0,05...0,1)Iд1 (8), которое практически не изменяет теплового состояния p-n-перехода. Значение тока Iд2целесообразно устанавливать таким, чтобы изменение частоты релаксационных колебаний соответствовало бы увеличению изменяемой температуры на значение То температуры окружающей среды, т.е. на 20оС.The frequency (7) of relaxation oscillations is measured and stored. Then, the current through the pn junction is increased by 5 ... 10% of the initial value I d1 , i.e., to the value I d2 = (0.05 ... 0.1) I d1 (8), which practically does not change thermal state of the pn junction. It is advisable to set the current value I d2 in such a way that the change in the frequency of relaxation oscillations would correspond to an increase in the changeable temperature by an ambient temperature value To, i.e. at 20 o C.
При этом падение напряжения на p-n-переходе датчика равно Vп2=Iд2 .rд, а заряд интегрирующего конденсатора будет осуществляться напряжением Vк2= Кус(Vo-Vп2) или Uк2 = Uo - Uп2 при Кус=1.In this case, the voltage drop at the pn junction of the sensor is V p2 = I d2 . r d , and the charge of the integrating capacitor will be carried out by the voltage V k2 = K us (V o -V p2 ) or U k2 = U o - U p2 when K us = 1.
Частота релаксационных колебаний из-за изменения крутизны преобразования уменьшится до значения
f2= Uo- + ln (Io/I) Tx (9)
Измеряют и запоминают установившееся значение частоты релаксационных колебаний.The frequency of relaxation oscillations due to changes in the steepness of the transformation will decrease to a value
f 2 = U o - + ln (I o / I ) T x (9)
The steady-state value of the frequency of relaxation oscillations is measured and stored.
Затем формируют релаксационное колебание с частотой f3 путем непосредственного заряда интегрирующего конденсатора током Iд3, пропорциональным заданной разности напряжений между опорным напряжением Vo и его n-й частью (Vп3= Vo/n), которая составляет 90-95% от значения разности напряжений, соответствующей верхнему пределу преобразуемой температуры. Значение частоты релаксационных колебаний определится выражением
f3= = (10).Then, a relaxation oscillation is formed with a frequency f 3 by directly charging the integrating capacitor with a current I d3 proportional to a given voltage difference between the reference voltage V o and its nth part (V p3 = V o / n), which is 90-95% of the value voltage difference corresponding to the upper limit of the converted temperature. The frequency of relaxation oscillations is determined by the expression
f 3 = = (10).
Значение температуры Тх определяют путем совместного решения уравнений (7), (9) и (10):
Tx= = , (11) где Vo - опорное напряжение;
n=10...20 коэффициент деления;
q - заряд электрона;
К - постоянная Больцмана;
a= Iд2/Iд1 = (1,05 ... 1,1) ;
Iд1 и Iд2 - первое и второе значения токов через p-n-переход;
f1, f2 и f3 - измеренные значения частот релаксационных колебаний.The temperature value T x is determined by the joint solution of equations (7), (9) and (10):
T x = = , (11) where V o is the reference voltage;
n = 10 ... 20 division coefficient;
q is the electron charge;
K is the Boltzmann constant;
a = I d2 / I d1 = (1.05 ... 1.1);
I d1 and I d2 - the first and second values of the currents through the pn junction;
f 1 , f 2 and f 3 are the measured values of the frequencies of relaxation oscillations.
Из выражения (11) видно, что результат определения температуры не зависит от параметров В и Io p-n-перехода, параметров времязадающей цепи, т. е. от R и C. В результате этого достигается повышение точности преобразования температуры в частоту и определения ее истинного значения.From expression (11) it can be seen that the result of determining the temperature does not depend on the parameters B and I o pn junction, the parameters of the timing circuit, i.e., on R and C. As a result, an increase in the accuracy of converting temperature to frequency and determining its true values.
Действительно, относительное изменение частоты
δf = = = ln a (12) также не зависит от параметров В, Io, Vп, R и С.Indeed, the relative change in frequency
δf = = = ln a (12) is also independent of the parameters B, I o , V p , R and C.
Работа устройства заключается в следующем. The operation of the device is as follows.
После включения источника питания (на фиг.1 он не показан) на выходе источника 1 опорного напряжения появится стабильное напряжение. Выходное напряжение Vо с выхода делителя напряжения, состоящего из последовательно соединенных резисторов 3 и 4, поступает через токоограничивающий резистор 5 на инвертирующий вход операционного усилителя 14. На прямой вход операционного усилителя 14 поступает напряжение с выхода делителя напряжения, образованного резистором 6 (или 7) и полупроводниковым датчиком 11 (или резистором 10) и подключенного к источнику 1 опорного напряжения.After turning on the power source (not shown in FIG. 1), a stable voltage appears at the output of the
На выходе операционного усилителя 14 формируются релаксационные колебания частоты f путем периодического заряда интегрирующего конденсатора 13 током, пропорциональным разности напряжений между указанными делителями напряжений, до момента равенства нарастающего значения падения напряжения Vк на конденсаторе 13 заданному значению Vоп. При достижении равенства ключ 12 срабатывает и конденсатор 13 разряжается. Процесс заряда-разряда конденсатора 13 циклически повторяется.At the output of the
С помощью формирователя 23 релаксационные колебания частоты f нормируются по амплитуде и длительности и поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика импульсов 21. На вход предустановки счетчика 21 поступает код числа No= (m1+m2) < <N1, где N1 - емкость реверсивного счетчика импульсов; m1 - число импульсов; характеризующих переходной процесс, в пакете колебаний; m2 - число импульсов, частота следования которых подлежит измерению. Так, если No=5+10=15, то после поступления на реверсивный счетчик 21 No=15 импульсов на входе переполнения "Р" появится сигнал переполнения, который осуществляет перезапись кода No в счетчик 21 и переводит первый триггер 18 в противоположное состояние, при котором в новое состояние установится и второй триггер 19. Задним фронтом сигнала с выхода второго триггера 19 запускается формирователь 20 импульса сброса. Выходной сигнал формирователя 20 устанавливает триггеры 18 и 19 в исходное состояние.Using the
При этом первый, второй и третий переключатели 15, 16 и 17 устанавливаются в положения, указанные на фиг.1, при которых прямой вход операционного усилителя 14 будет подключен к делителю напряжения, состоящему из резистора 6 и датчика 11. В результате заряд конденсатора 13 будет осуществляться током Iк1, пропорциональным разности опорного напряжения Vо (на выходе делителя из резисторов 3 и 4) и падения напряжения Vп1 на p-n-переходе полупроводникового датчика 11 за счет тока Iд1=Vo/R1, где R1 - сопротивление резистора 7. Значение частоты релаксационных колебаний на выходе операционного усилителя 14 (или формирователя 23) определится выражением (2).In this case, the first, second and
Выходной сигнал операционного усилителя 14 поступает через формирователь импульсов 23 на входы первого блока согласования 24 и вычитающий вход реверсивного счетчика импульсов 21. Сигнал с выхода блока согласования 24 через линию связи 26 и блок согласования 25 поступает на вход блока 27 обработки сигналов. В реверсивном счетчике импульсов 21 осуществляется подсчет импульсов, поступающих на его вход с частотой f1 (7). Поскольку на информационные входы предустановки реверсивного счетчика импульсов 21 поступает с выхода задатчика числа 22 код числа No, то на выходе "-Р" cчетчика 21 появится сигнал переполнения по истечении No импульсов. Этот сигнал поступает на управляющий вход предустановки "V" реверсивного счетчика импульсов 21 и на счетный вход первого триггера 18. Последний переводится в состояние, при котором второй и третий переключатели 16 и 17 устанавливаются в положения, противоположные указанному на фиг.1. В результате к прямому входу операционного усилителя 14 подключится делитель напряжения, состоящий из резистора 7 и датчика 11.The output signal of the
Сопротивление резистора 6 выбирают таким, чтобы обеспечить через p-n-переход датчика 11 протекание тока Iд2=(1,05...1,1)Iд1= =Vo/R2 (где R2 - сопротивление резистора 7), т. е. тока, отличающегося от первоначального значения на 5. ..10%, которое практически не изменяет теплового сопротивления p-n-перехода.The resistance of the
При прохождении тока Iд2 через p-n-переход датчика 11 увеличится падение напряжения Vп2 на последнем. В результате заряд конденсатора 13 станет проводиться под действием тока Iд2, пропорционального разности опорного напряжения Vо, и падения напряжения Vп2. В этом случае частота релаксационных колебаний на выходе операционного усилителя 14 из-за изменения крутизны преобразования уменьшится до значения f2 (9). С выхода формирователя импульсов 23 сигнал с частотой f2 также поступает через согласующие блоки 24, 35 и линию связи 26 на блок 27 обработки сигналов. С другой стороны этот же сигнал поступает и на счетный вход реверсивного счетчика импульсов 21. Через No импульсов на выходе переполнения "-Р" реверсивного счетчика импульсов 21 появится сигнал, который осуществляет перезапись числа No в счетчик 21 и устанавливает первый триггер 18 в исходное состояние. При этом второй и третий переключатели 16 и 17 переводятся в положения, указанные на фиг. 1, а второй триггер 19 переводится в противоположное состояние, при котором первый переключатель 15 установится в положение, противоположное указанному на фиг.1.With the passage of current I d2 through the pn junction of the sensor 11, the voltage drop V p2 at the last will increase. As a result, the charge of the
В результате к прямому входу операционного усилителя 14 будет подключен делитель напряжения, состоящий из последовательно включенных образцовых резисторов 8 и 10. Выходной сигнал Vп3 этого делителя напряжения поступает на прямой вход операционного усилителя 11. При этом коэффициент деления делителя напряжения выбирают равным n, т.е. Vп3=Vo/n, где n=10...20.As a result, a voltage divider consisting of series-connected
Заряд конденсатора 13 будет осуществляться током Iд3, пропорциональным стабильной разности напряжений между опорным напряжением Vo и его n-й частью (т. е. Vп3), которая составляет 90...95% значения разности напряжений, соответствующей верхнему пределу преобразуемой температуры.The
В указанном положении переключателей 16, 17 и 15 на выходе операционного усилителя 14 формируются релаксационные колебания частоты f3 (10). Эти колебания нормируются по амплитуде и длительности в формирователе импульсов 23. Его выходной сигнал также поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика импульсов 19 и через блоки согласования 24, 25 и линию связи 26 на блок 27 обработки сигналов. Через No импульсов триггеры 18 и 19 и переключатели 15, 16 и 17 устанавливаются в исходное состояние, а за это время в блоке 27 осуществляется обработки результатов измерений значений частот f1, f2 и f3 согласно выражения (11). В качестве блока обработки сигналов 27 может быть использован серийно выпускаемый микропроцессорный частотомер, запрограммированный на последовательную обработку пакетов колебаний трех частот: f1, f2 и f3.In the indicated position of the
В качестве блока 27 обработки сигналов целесообразно использовать специализированный арифметический блок, работающий по жесткой логике. As the
Рассмотрим работу специализированного блока 27 обработки сигналов. Сигналы с частотами f1, f2 и f3 поочередно поступают через второй блок согласования 25 на вход формирователя 28 коротких импульсов и вход частотного детектора 29 (фиг.2). Формирователь 28 коротких импульсов восстанавливает форму сигналов (амплитуду и длительность), искаженных при прохождении их через линию связи 26 и блоки согласования 24 и 25 (фиг.3, а).Consider the operation of a specialized
На выходе частотного детектора 29 формируется аналоговый сигнал (фиг.3, б), характеризующий значения частоты входного сигнала и моменты времени их изменений. Дифференцирующая цепь 30 осуществляет выделение моментов времени изменения значений частот входного сигнала (фиг.3, в). С помощью формирователей импульсов 39 и 40 управления выделяются соответственно положительные и отрицательные импульсы продифференцированного выходного сигнала частотного детектора 29, которые одновременно нормируются по амплитуде, длительности и полярности (фиг.3, г и 3, д). Выходными импульсами второго формирователя 40 (см. фиг.3, г) осуществляется установка исходного состояния счетчиков импульсов 35, 36 и 41. Выходные импульсы формирователя 40 (фиг.3, д) поступают на счетчик импульсов 41, который формирует коды управления процессом обработки результатов измерений значений частот входного сигнала блока 27 обработки сигналов. Выходной код счетчика 41 через регистр 42 поступает по общей шине 46 в блок формирования результирующего кода (микроЭВМ) 45. Коды преобразованных значений частот с выхода преобразователя "частота-код" 43 поступают через общую шину 46 в память блока 45. At the output of the
Особенностью работы блока 27 обработки сигналов является исключение из процесса измерения части сигнала (фиг.3, е), нестабильность частоты которого обусловлена переходными процессами в преобразователе температуры в частоту. Для этого в блок 27 обработки сигналов введены триггер 37, элементы И-НЕ 31 и 32, реверсивный счетчик импульсов 36 и задатчик числа 33, соединенные согласно фиг.2. A feature of the operation of the
Первый импульс с выхода первого формирователя 39 импульсов управления (фиг. 3, д) поступает через элемент И 38, выполняющего функцию элемента ИЛИ для сигнала логического нуля, на вход установки нуля триггера 37. Положительный потенциал на инверсном выходе триггера 37 разрешает прохождение входных импульсов через элемент И-НЕ 31 на вычитающий вход реверсивного счетчика импульсов 36, в который предварительно записан код числа m1 с помощью задатчика числа 33. Последний устанавливает то число импульсов, которое должно быть записано в счетчик 36 в течение времени окончания переходного процесса. При поступлении m1 импульсов на выходе переполнения "-Р" реверсивного счетчика импульсов 36 появится сигнал, устанавливающий триггер 37 в единицу. Прохождение импульсов через элемент И-НЕ 31 запрещается, а разрешается прохождение этих импульсов через элемент И-НЕ 32 на вход преобразователя "частота-код" 43 и вычитающий выход второго реверсивного счетчика импульсов 35. В последний записан код числа m2, характеризующий необходимое число импульсов для усреднения результатов преобразования частоты в код. При поступлении в реверсивный счетчик 35 m2 импульсов на его выходе переполнения "-Р" появится сигнал (логический нуль), который через элемент И 38 поступает на вход установки нуля триггера 37, запрещая, тем самым, дальнейшее прохождение импульсов через элемент И-НЕ 32 на вход преобразователя "частота-код" 43.The first pulse from the output of the
Результат преобразования частота f1 в код запоминается в памяти блока 45.The result of the conversion of the frequency f 1 to the code is stored in the memory of
Следующий (второй) отрицательный импульс с выхода первого формирователя 39 импульсов управления поступает на счетчик 41 и через элемент И 38 на вход установки нуля триггера 37. Процесс формирования измерительного интервала временим повторяется аналогичным образом. Код частоты f2 поступает в память блока 45. Третий импульс (фиг.3, д) в блоке 39 сопровождает сигнал с частотой f3 и также обеспечивает формирование измерительного интервала времени, в течение которого осуществляется преобразование в код и усреднение (по необходимости) значений частоты f3, поступивших в блок 45 с выхода преобразователя "частота-код" 43.The next (second) negative pulse from the output of the
Поскольку в память блока 45 значения параметров q, k, h, lna заносятся заранее, то после поступления четвертого импульса в блоке 39 (фиг.3, д) на счетчик импульсов 41 на выходе последнего появится код или команда на вычисление значения температуры по алгоритму
Tx = , где lnR1/R2=lna=ln(I2/I1) - логарифм отношения токов, задаваемых образцовыми резисторами 6 и 8. Эта команда поступает на регистр 42, с которого считывается по запросу с блока 45. Результат вычисления отображается на цифровом отсчетном устройстве 44.Since the values of the parameters q, k, h, lna are stored in advance in the memory of
T x = , where lnR 1 / R 2 = lna = ln (I 2 / I 1 ) is the logarithm of the ratio of currents specified by the
Claims (3)
Nx = A ,
при этом A = - коэффициент пропорциональности,
где q - заряд электрона;
a = Ig2 / Ig1 ;
n - постоянный коэффициент, равный 10 - 25;
U0 - значение опорного напряжения;
K - постоянная Больцмана;
f1, f2, f3 - соответственно значения первой, второй и третьей частот электрических сигналов.1. The method of digital temperature measurement, which consists in converting the voltage of the thermosensitive resistance p - n junction of the semiconductor sensor corresponding to the measured temperature, at the first current value I g1 through it, converting the voltage to the first frequency of the electrical signal and converting it into a code that differs the fact that, in order to improve accuracy, they additionally convert the resistance of the p - n junction of the semiconductor sensor corresponding to the measured temperature to voltage For the second value of the current I g2 = (0.05 ... 0.1) I g1 through it, then the resistance of the p - n junction of the semiconductor sensor, which corresponds to zero temperature, is converted into voltage, and the resulting voltages are converted to the corresponding second and third frequencies of electrical signals and convert them into code, and the result of digital measurement is determined by the formula
N x = A ,
with A = - proportionality coefficient,
where q is the electron charge;
a = I g2 / I g1 ;
n is a constant coefficient equal to 10 - 25;
U 0 is the value of the reference voltage;
K is the Boltzmann constant;
f 1 , f 2 , f 3 - respectively, the values of the first, second and third frequencies of electrical signals.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4846027 RU2025044C1 (en) | 1990-05-14 | 1990-05-14 | Method of digital measurement of temperature and device for its realization |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4846027 RU2025044C1 (en) | 1990-05-14 | 1990-05-14 | Method of digital measurement of temperature and device for its realization |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2025044C1 true RU2025044C1 (en) | 1994-12-15 |
Family
ID=21524692
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4846027 RU2025044C1 (en) | 1990-05-14 | 1990-05-14 | Method of digital measurement of temperature and device for its realization |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2025044C1 (en) |
-
1990
- 1990-05-14 RU SU4846027 patent/RU2025044C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Алексенко А.Г. и др. Применение прецизионных аналоговых ИС. М., 1981, с.123-124, рис.4.5. * |
Орнатский П.П. Автоматические измерения и приборы. Киев, 1986, с.438. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3875503A (en) | Dual slope type resistance deviation measuring apparatus | |
US4089214A (en) | Intake air amount detecting system | |
EP1279964B1 (en) | Resistance measuring circuit | |
US3267458A (en) | Digital voltmeters | |
US4306807A (en) | Light measuring system | |
US3790890A (en) | Device for measuring a time interval | |
US3760273A (en) | Electronic watt hour meter | |
RU2025044C1 (en) | Method of digital measurement of temperature and device for its realization | |
RU2200304C2 (en) | Temperature converter | |
SU1560987A1 (en) | Digital meter of temperature | |
SU920403A1 (en) | Converter of temperature to frequency | |
RU1783400C (en) | Method and device for determining temperature and humidity of air | |
SU523394A1 (en) | Device for controlling parameters | |
SU468160A1 (en) | Digital measuring device | |
SU630600A1 (en) | Tunnel diode extremum current measuring arrangement | |
SU1151834A1 (en) | Device for measuring temperature (its versions) | |
SU1247682A1 (en) | Device for measuring temperature | |
SU788376A1 (en) | Analogue-digital phase shift converter | |
SU1700390A1 (en) | Temperature measuring device | |
SU1057881A1 (en) | Device for measuring electrical signal attenuation logarithmic decrement | |
SU970134A1 (en) | Digital temperature meter | |
SU1101690A1 (en) | Device for measuring temperature | |
SU1659745A1 (en) | Digital thermometer | |
SU657275A1 (en) | Device for converting temperature into pulse recurrenge frequency | |
SU555342A1 (en) | Device for measuring rotational speed |