SU345377A1

SU345377A1 - TEMPERATURE SENSOR

Info

Publication number: SU345377A1
Application number: SU1473293A
Authority: SU
Original assignee: Л. И. Биберман

Description

Изобретение относитс к области автоматики и может быть использовано дл дистанционного контрол теплового состо ни объектов управлени .The invention relates to the field of automation and can be used for remote control of the thermal state of control objects.

Известны термочастотные датчики температуры , выполненные на основе реостатно-емкостного генератора квазигармонических колебаний . К недостаткам таких устройств следует отнести необходимость использовани сравнительно большого числа усилительных -каскадов, что снижает надежность схемы, и недостаточно высокую точность измерений изза нестабильности фазы напр жени в цепи обратной св зи.Thermofrequency temperature sensors are known, made on the basis of a rheostat-capacitive generator of quasi-harmonic oscillations. The disadvantages of such devices include the need to use a relatively large number of amplifying cascades, which reduces the reliability of the circuit, and insufficient accuracy of measurements due to the instability of the voltage phase in the feedback circuit.

Целью изобретени вл етс создание надежного , компактного и экономического датчика температуры с высокой чувствительностью , что достигаетс включением терморезистора с отрицательным температурным коэффициентом в емкостную цепь генератора гармонических колебаний на туннельном диодеThe aim of the invention is to create a reliable, compact and economical temperature sensor with high sensitivity, which is achieved by the inclusion of a thermistor with a negative temperature coefficient in the capacitive circuit of the harmonic oscillator on the tunnel diode

(тд).(td)

На чертеже показана принципиальна схема предложенного датчика.The drawing shows a schematic diagram of the proposed sensor.

Датчик содержит генератор гармонических колебаний на ТД 1, в контур которого включены последовательные цепочки из емкости 2 с терморезистором 3 и индуктивности 4 с терморезистором 5. Последний по . посто нному току шунтируетс дросселем 6. Напр жениеThe sensor contains a generator of harmonic oscillations on TD 1, the circuit of which includes sequential chains from capacitance 2 with thermistor 3 and inductance 4 with thermistor 5. Last. direct current is shunted by the choke 6. Voltage

смеш.ени на ТД подаетс от источника 7, а сигнал генератора через разделительный конденсатор 8 поступает на вход широкополосного усилител 9.mixing on the TD is supplied from the source 7, and the generator signal through the coupling capacitor 8 is fed to the input of the broadband amplifier 9.

Принцип действи устройства состоит в следу юш.ем.The principle of the device is as follows.

От источника 7 на ТД / подаетс напр жение смешени , достаточное дл установки рабочей точки на линейном участке вольтамиерной характеристики с отрицательной крутизной и минимальным сопротивлением. При этом в схеме возникают колебани , частота которых определ етс величинами индуктивности 4 и емкости 2, отрицательного сопротивлени ТД и терморезисторов 5 и 3, причем изменение последних в противоположных направлени х значительно вли ет на частоту. Включение дроссел 6 с достаточно большой индуктивностью позвол ет устранить вли ние изменени сопротивлени терморезистора 5 на режим генератора по посто нному току.From source 7 to TD /, a mixing voltage is applied, sufficient to set the operating point on the linear portion of the voltameric characteristic with a negative slope and minimal resistance. In this case, oscillations arise in the circuit, the frequency of which is determined by the values of inductance 4 and capacitance 2, the negative resistance of the TD and thermistors 5 and 3, and the change in the latter in opposite directions significantly affects the frequency. Turning on the inductors 6 with a sufficiently large inductance makes it possible to eliminate the effect of the change in resistance of the thermistor resistor 5 on the dc current generator mode.

Дл работы генератора вблизи границы указанной области необходимо, чтобы сопротивление в индуктивной ветви уменьшилось, а в емкостной - увеличилось, что соответствует увеличению частоты генерируемых колебаний . Поэтому температурный коэффициент терморезистора 5 должен быть отрицательным (термистор), а терморезистора 3 - положительным (позистор).For the generator to work near the boundary of the specified area, it is necessary that the resistance in the inductive branch decreases, and in the capacitive one increases, which corresponds to an increase in the frequency of the generated oscillations. Therefore, the temperature coefficient of thermistor 5 should be negative (thermistor), and thermistor 3 - positive (posistor).

Экспериментальный макет датчика был выполнен на ТД типа АИ 101 А, талебательный контур генератора настроен на частоту пор дка 1,65 мгц, использовались термистор типа ММТ-12 и позистор типа СТ61-А, сопротивлени которых при температуре 21°С составл ли 175 ом и 32 ома соответственно. Подключение цепочки из конденсатора и познстора к ТД выполн лось с минимальной индуктивностью вводов дл предотвращени СВЧ-генерации ТД. При испытани х датчик помещалс в термокамеру. Сигнал генератора подавалс на вход однокаскадного широкополосного усилител , собранного на транзисторе типа ГТЗП, к выходу которого подключались приборы, позвол ющие осуществл ть контроль за частотой, уровнем и формой генерируемых колебаний.An experimental sensor mockup was performed on an AI 101 A type TD, the generator tweaking loop was tuned to a frequency of about 1.65 MHz, an MMT-12 type thermistor and a type CT61-A thermistor were used, whose resistance at 21 ° C was 175 ohms 32 ohms, respectively. The connection of the capacitor and the posstor to the TD was made with the minimum inductance of the inputs to prevent microwave generation of the TD. When tested, the sensor was placed in a heat chamber. The generator signal was applied to the input of a single-stage wideband amplifier assembled on a GTPP-type transistor, to the output of which devices were connected that allowed controlling the frequency, level and shape of the generated oscillations.

По результатам измерени можно сделать вывод о том, что средн крутизна температурно-частотной характеристики датчика составл ет примерно 5-10 гц/°С, что свидетельствует о возможности фиксировани изменений температуры с достаточно высокой точностью . According to the measurement results, it can be concluded that the average slope of the temperature-frequency characteristic of the sensor is approximately 5-10 Hz / ° C, which indicates the possibility of recording temperature changes with a sufficiently high accuracy.

Предмет изобретени Subject invention

Датчик температуры, содержащий генератор гармонических колебаний на туннельном диоде с параллельным индуктивно-емкостнымA temperature sensor containing a harmonic oscillator on a tunnel diode with parallel inductive capacitive

колебательным контуром, в емкостную ветвь которого включен терморезистор с положительным температурным коэффициентом сопротивлени , источник питани , дроссель цепи питани и широкополосный усилитель, отличающийс тем, что, с целью повышени крутизны и линейности температурно-частотной характеристики, последовательно с катушкой индуктивности включен терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом сопротивлени , соединенный с потенциальной клеммой источника питани .an oscillatory circuit whose capacitive branch includes a thermistor with a positive temperature coefficient of resistance, a power source, a power choke, and a broadband amplifier, characterized in that, in order to increase the slope and linearity of the temperature-frequency characteristic, a thermistor with a negative temperature resistance factor connected to the potential terminal of the power supply.