SU1137334A1 - Устройство дл измерени температуры - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее генератор импульсов на транзисторе с термочувствительным элементом и двум  катушками индуктивности, одна из которых включена в цепи коллектора транзисгора, a друга  - между его.базой и потенциальной шиной источника питани , величина напр жени  которого находитс  в пределах области насыщени  транзистора , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени  и снижени  потребл емой мощности, перва  катушка индуктивности включена последовательно с термочувствительным элементов между коллектором транзистора и потенциальной шиной источника питани . сл 00 со со 4

Description

11 Изобретение относитс  к термометрии , а именно, к устройствам дл  измерени  температуры с непосредствен; ным преобразованием ее в частоту электрического сигнала, и может быть использовано преимущественно в услови х ограничени  на потребл емую от источника питани  мощность. Известно устройство дл  измерени  температуры, содержащее генератор им пульсов на транзисторе, в цепи базы которого включены термочувствительный элемент и катущка индуктивности, а между коллектором и потенциальной шиной источника питани  включена друга  катушка индуктивности l3. Такое устройство сравнительно простое, но однако имеет невысокий коэффициент преобразовани  при большой потребл емой мощности. Наиболее Ьлизким по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство дл  измерени  температуры, содержащее генератор импульсов на транзисторес термочувствительным элементом и двум  катушками индуктив ности, одна из которых включена в .цепи коллектора транзистора, а друга  - между его базой и потенциальной шиной источника питани , величина напр жени  которого нахддитс  в пределах области насьщени  транзис тора 23. 1 Недостатками известного устройства  вл ютс  сравнительно невысока  точность измерени  и о -носительно больша  потребл ема  мощность. Цель изобретени  - повьщ ение точности измерени  и снккение потребл е мой от источника питани  мощности. Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройстве дл  измерени  темпе ратуры, содержащем генератор импульсов на транзисторе с термочувствительным элементом и двум  катушками индуктивности, одна из которых включена в цепи коллектора транзистора, а друга  - между его базой и потенциальной шиной источника питани , величина напр жени  которого находит с  в пределах области насыщени  тран зистора, перва  катущка индуктивное-; ги включена последовательно с термочувствительным элементом между коллектором транзистора и потенциальной шиной источника питани . Такое включение термочувствительного элемента и катушек индуктивносА ти в схеме генератора импульсов обеспечивает высокий коэффициент преобразовани  с малым потреблением мощности . При этом относительное изменение частоты 4f/fp на 1°С составл ет 5-13Ю дл  частоты f генерируемых колебаний при заданных начальных услови х , т.е.при температуре, равной 0С, измен ющейс  в пределах от 553 до 365 кГц соответственно дл  германиевых транзисторов р-п-р типа при напр жении источника питани  v210 мВ и кремниевых транзисторов , п-р-п типа при напр жении источника питани  510 мВ. На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 приведены зависимости частоты генератора от температуры дл  медно-константановой термопары (а), сопротивлени  (5) и индуктивности (ft) термочувствительного элемента дл  двух типов транзисторов (крива  1 соответствует включению транзисто .ра типа 2Т301Ж, крива  2-П416). Устройство дл  измерени  температуры содержит генератор импульсов на транзисторе 1 с термочувствительным элементом.2 и двум  катушками индуктивности 3 и 4. Катушка индуктивности 3 включена последовательно с термочувствительным элементом 2 , между коллектором транзистора 1 и , потенциальной шиной 5 источника питани  6. Катушка индуктивности 4 включена между той же шиной 5 источника питани  6 и базой транзистора. Величина напр жени  источника питани  6 выбираетс  в пределах области насыщени  транзистора 1 и соответствует мВ дл  германиевых транзисторов р-п-р типа и л510 мВ дл  кремниевых транзистс5ров п-р-п типа. В качестве термочувствительного элемента 2 могут быть использованы термопары, низкоомные резисторы и катушки индуктивности, параметры которых завис т от температуры. Устройство работает следующим образом . При подаче электрического напр жени  от источника питани  6 на выходе генератора формируетс  последовательность импульсов, частота следовани  которых зависит от параметров катушек индуктивности 3 и 4 и термочувствительного элемента 2. Изменение параметров термочувствительного з лемента 2 при изменении температуры среды

приводит к изменению потенциала коллектора транзистора 1. Это и вызывает изменение частоты следовани  генерируемых импульсов вследствие изменени  активной и реактивной составл ющих сопротивлени  транзистора 1, коэффициента св зи между катушками индуктивности 3 и 4 и изменени  суммарной индуктивности генератора. Индуктивность катушек 3 и 4 и активное сопротивление термочувствительного элемента 2 определ ют начальную частоту генератора. Последовательность выходных импульсов снимаетс  с гаин 7 и 8 через разделительный конденсатор 9.

Пример. Генератор выполнен на транзисторе типа 2Т301Ж с двум  катушками индуктивности типа ДМ-0,2 по 224 мкГн кажда  при напр жении источника питани  510 мВ и термочувствительным элементом, в качестве которого использована термопара медь константан . Зависимость частоты от . температуры приведена на фиг. 2а кривые 1 и l. Крива  1 получена при подключенном к коллектору транзистора константановом электроде термопары , крива  1 - медном электроде.

Амплитуда выходных импульсов генератора при указанном напр жении источника питани  равна ь/2 В, потребл мый ток и мощность равны 0,6 мА и ЗЮмкВт соответственно, средн   крутизна преобразовани  77 Гц/С.

Замена транзистора 2Т301Ж в указанной выше схеме генератора на германиевый транзистор типа П416 позвол ет снизить потребл емый ток и мощность до 0,4 мА и 86 косВт соответственно, причем крутизна преобразовани  увеличиваетс  до 150 Гц/ €.

Предложенное устройство отличаетс  универсальностью, так как позвол ет получить информацию не только о температуре, но и других физических величинах, например деформации, давлении, влажности, радиации и т.д. если при этом вместо термочувствительного элемента включить соответствующие датчики сопротивлени  или индуктивности. В этом случае средн   крутизна преобразовани  составл ет и Гц/Ом дл  транзисторов П416 и 2Т301Ж .соответственно, при изменении сопротивлени  от О до |270 Ом (фиг . 25), и лбОО Тц/мкГн при изменении индуктивности от 100 до :500 мкГн дл  транзистора типа 2Т301Ж (фиг. 2в).

t -I

N Ч

J

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее генератор импульсов на транзисторе с термочувствительным элементом и двумя катушками индуктивности, одна из которых включена в цепи коллектора транзистора, а другая - между его.базой и потенциальной шиной источника питания, величина напряжения которого находится в пределах области насыщения транзистора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и снижения потребляемой мощности, первая катушка индуктивности включена последовательно с термочувствительным элементов между коллектором транзистора и потенциальной шиной источника питания.

   Фиг. 1

   1137334 2