SU1599674A1

SU1599674A1 - Device for measuring temperature

Info

Publication number: SU1599674A1
Application number: SU884621723A
Authority: SU
Inventors: Александр Леонидович Белоусов
Original assignee: А. Л. Белоусов
Priority date: 1988-12-19
Filing date: 1988-12-19
Publication date: 1990-10-15

Abstract

Изобретение относитс к термометрии и позвол ет повысить точность измерени температуры. Генератор 1 формирует однопол рные импульсы напр жени , которые преобразуютс в ток посредством операционного усилител (ОУ) 2 и резистора 5 и поступают в коллекторную цель измерительного транзистора 4. Выходной сигнал ОУ 2 усиливаетс ОУ 3, затем выпр мл етс и фильтруетс с помощью резисторов 6...8, конденсаторов 10, 11 и диодов 12, 13. На катоде диода 12 присутствует сигнал посто нного напр жени положительной пол рности, пропорциональный измер емой температуре. 1 ил.The invention relates to thermometry and allows for improved temperature measurement accuracy. The generator 1 generates unipolar voltage pulses that are converted into current by an operational amplifier (op-amp) 2 and a resistor 5 and fed to the collector target of the measuring transistor 4. The output signal of the op-amp 2 is amplified by the op-amp 3, then rectified and filtered using resistors 6 ... 8, capacitors 10, 11 and diodes 12, 13. At the cathode of diode 12 there is a signal of a constant voltage of positive polarity proportional to the measured temperature. 1 il.

Description

Изобретение относится к термометрии и может найти применение в устройствах для контроля и регулирования температуры производственных процессов.The invention relates to thermometry and may find application in devices for controlling and regulating the temperature of production processes.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет исключения погрешности от неидентичности транзисторов и снижения влияния неидеальности ОУ.The purpose of the invention is to increase the measurement accuracy by eliminating the error from the non-identity of the transistors and reducing the influence of non-ideal opamp.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для измерения температуры, которое содержит генератор 1 однополярных импульсов напряжения, операционные усилители (ОУ) 2 и 3, измерительный транзистор 4 (датчик температуры), входной токозадающий резистор 5, масштабные резисторы 6—8, разделительный конденсатор 9, фильтрующие конденсаторы 10 и 11, выпрямительные диоды 12 и 13. .The drawing shows a functional diagram of a device for measuring temperature, which contains a generator 1 of unipolar voltage pulses, operational amplifiers (op amps) 2 and 3, a measuring transistor 4 (temperature sensor), input current-sensing resistor 5, scale resistors 6-8, isolation capacitor 9, filter capacitors 10 and 11, rectifier diodes 12 and 13..

Генератор 1 однополярных импульсов напряжения может быть выполнен, в частности, по схеме, выделенной на чертеже пунктиром, и содержать логические элементы И-НЕ 14 и 15, частотозадающие резистор 16 и конденсатор 17, операционный усилитель 18, масштабирующие резисторы 19—21, ключ 22 на полевом транзисторе, источник 23 опорного напряжения.The generator 1 of unipolar voltage pulses can be made, in particular, according to the scheme highlighted in the drawing by a dotted line, and contain logical elements AND 14 and 15, frequency-setting resistor 16 and capacitor 17, operational amplifier 18, scaling resistors 19-21, key 22 on a field effect transistor, a voltage reference source 23.

Вместо конденсатора 17 в схеме автогенератора, образованного элементами 14 и 15, может использоваться кварцевый резонатор.Instead of a capacitor 17, a quartz resonator can be used in the oscillator circuit formed by elements 14 and 15.

Электронный ключ 22 может быть любого типа, в том числе и токовый.The electronic key 22 can be of any type, including current.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Генератор 1 формирует однополярные импульсы напряжения со строго заданным отношением амплитуд (например, 1:10) и скважностью, равной двум. Эти импульсы преобразуются в ток посредством ОУ 2 и резистора 5 и поступают в коллекторную цепь измерительного транзистора 4. Таким образом, на выходе ОУ 2 формируются однополярные импульсы напряжения, значения которых соответствуют двум заданным значениям коллекторного тока транзистора 4. Разность этих значений линейно зависит от температуры кристалла транзистора 4.Generator 1 generates unipolar voltage pulses with a strictly specified ratio of amplitudes (for example, 1:10) and a duty cycle equal to two. These pulses are converted into current by the op-amp 2 and resistor 5 and fed to the collector circuit of the measuring transistor 4. Thus, unipolar voltage pulses are formed at the output of the op-amp 2, the values of which correspond to two given values of the collector current of the transistor 4. The difference of these values depends linearly on temperature transistor crystal 4.

Для выделения этой разности напряжений введен разделительный конденсатор 9, выделяющий переменную составляющую выходного напряжения ОУ 2. Амплитуда этой переменной составляющей равна разности напряжений на переходе база-эмиттер транзистора 4 при заданных значениях коллекторных токов и, следовательно, также линейно зависит от температуры кристалла 5 транзистора 4.To isolate this voltage difference, a separation capacitor 9 is introduced, which isolates the variable component of the output voltage of the op amp 2. The amplitude of this variable component is equal to the voltage difference at the base-emitter junction of the transistor 4 at given values of the collector currents and, therefore, also linearly depends on the temperature of the crystal 5 of transistor 4 .

ОУ 3 совместно с резисторами 6—8, конденсаторами 10, 11 и диодами 12, 13 осуществляет усиление этой переменной составляющей, ее выпрямление и фильтрацию.Shelter 3 together with resistors 6-8, capacitors 10, 11 and diodes 12, 13 amplifies this variable component, rectifies it and filters it.

С анода диода 13 снимается сигнал постоянного напряжения отрицательной полярности, а с катода диода 12 сигнал постоянного напряжения положительной полярности, пропорциональный измеряемой температуре.A negative voltage direct current voltage signal is removed from the anode of the diode 13, and a positive voltage constant voltage signal proportional to the measured temperature is taken from the cathode of the diode 12.

Постоянная времени фильтров (соответственно, R7C10 и R8C11) выбирается существенно больше периода автоколебаний генератора 1.The filter time constant (R7C10 and R8C11, respectively) is selected significantly longer than the oscillation period of generator 1.

Claims

Claim

A device for measuring temperature, containing an input resistor connected to the inverting input of the first operational amplifier by the first output and 25 to the collector of the measuring transistor, an emitter connected to the output of the first operational amplifier, the first, second and third resistors, the second operational amplifier, the inverting input connected to the first output of the first resistor, 30 characterized in that, in order to improve the accuracy of measurement, a pulse generator of unipolar voltage is introduced into it, the output of which is connected th to the second output of the input resistor, an isolation capacitor connected between the output 35 of the first operational amplifier and the second output of the first resistor, the first and second filtering capacitors and the first and second diodes, the second resistor and the first filtering capacitor connected in parallel and connected between the inverting input of the second operational the amplifier and the cathode of the first diode, the third resistor and the second filtering capacitor are connected in parallel and are connected between the inverting input of the second operational ilitelya and the anode of the second diode, the anode of the first diode and a cathode connected to the second output of the second operational amplifier.

'Compiled by V. Yarych