SU732685A1

SU732685A1 - Устройство дл измерени температуры

Info

Publication number: SU732685A1
Application number: SU782584106A
Authority: SU
Inventors: Александр Константинович Кукарских; Владислав Владимирович Носов
Original assignee: Биолого-почвенный институт Дальневосточного научного центра АН СССР
Priority date: 1978-03-01
Filing date: 1978-03-01
Publication date: 1980-05-05

Description

1

Изобретение относитс к устройствам дл измерени темпср;пуры, в которы С в качестве термочувствительного элемента используют с полупроводниковые диоды.

Известны устройства дл измерени температуры , содержащие полупроводниковый диод, усилитель, резисторы, источник питани , регистратор 1 и 2.

Из извест)ых устройств наиболее близким по технической сущности вл етс устройство дл измерени температуры, содержащее в качестве термочувствительного элемента полупроводЕшковый даод, смещенный в пр мом направлении, стабилизатор тока, выполненный на операционном усилителе, инвертирующий вход которого соединен с выводом диода и через резистор с источником питани , а неинвентирующий вход соединен: с делителем напр жени на переменном резисторе, подключенным к источнику питани {3.

Недостатком :)гого устройства вJ eтc его невысокое быстродействие, обусловленное тепловой инерциоршостью термочувствительного :)леменгл.

Целью изобретени вл етс повышение быстродействи устройства.

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство введены резистор и конденсатор, причем выход усилител через резистор соединен с другим выводом диода, соединенным через конденсатор с нулевой точкой источника питани .

На чертеже изображена схема устройства. Устройство дл измерени температуры содержит термочувствительный элемент - полупроводниковый диод 1, соединенный с выходомоперационного усилител 2 стабилизатора тока 3 через резистор 4, конденсатор 5, включенный между нулевой точкой источника питани и точкой соединени резистора 4 с диодом 1, резистивный делитель напр жени , 6 к которому подключен неинвертирующий вход операционного усилител Д, резистор 7 и источник питани 8.

Claims

Устройство работает следующим образом. Стабилизатор тока 3 обеспечивает разность потенциалов между инвертирующим и неинвер тирующим входами операционного усилител 2, равную нулю, и поддерживает неизменным значение тока la. через термочувствительный элемент 1. Зависимость падени напр жени Ug на термочувствительном элементе 1 от температуры ,можно записать в виде уравнени пр мой: Ug,- А (Т-То), -температура, прин та за ноль диапазона измерений; -температура термочувствительного элемента 1; -падение напр жени на термочувствительном элементе при А - посто нный коэффициент (чувствительность термочувствительного элемента). Напр жение на выходе операционного усилител с учетом инерционности термочувствительного элемента равно: -температура измер емой среды; -напр жение на положительной клемме источника питани ; -масштабный коэффициент резистив ного делител ; . - сопротивление резистора 4; -производна температуры по врем ни; -емкость конденсатора 5; -посто нна времени 1ермочувствительного элемента. При выполнении условий CR. T; + igRj напр жение на выходе операционного усилител пр мо пропорционально изменению температуры среды, окружающей термочувствительный элемент, и мало зависит от инерцио i-oc-iH термочувствительного элемента: и А(Тс - TO). При изменении температуры среды TC, окру жающей термочувствительный элемент, темпера тура Т термочувствительного элемента измен етс со скоростью, пропорциональной разности (TC-Т) между температурой окружающей сред и температурой термочувствительного элемента При увеличении (уменьшении) температуры термочувствительного элемента 1 падение напр жени на термочувствительном элементе умень щитс (увеличитс ) пропорционально изменени температуры термочувствительного элемента, а через конденсатор 5 потечет тбк, пропорциональный скорости изменени температуры тер мочувствительного элемента . Ток через резистор 4 уменьшитс (увеличик ) нп величину, равную значению тока через конденсатор 5, при этом соот ветственно уменьшитс (увеличигс ) падение 54 напр жени на резисюре 4 на величину, пропорциональную скорости изменени температуры термочувствительного элемента а, следовательно , пропорциональную разности между температурой окружающей среды и температу рой термочувствительного элемента. Напр жение на выходе операционного усилител изменитс на величину, равную сумме падений напр жений на термочувствительном элементе и на резисторе 4, то есть на величину пропорциональную изменению температуры окружающей среды. Подключение термочувствительного элемента к выходу операционного усилител через резистор и соединение общей точки этого резистора и термочувствительного элемента с нулевой точкой источника питани через конденсатор повыщает быстродействие устройства. Испытани показали, что быстродействие устройства дл измерени температуры с термочувствительным элементом - кремниевым диодом КД102А по сравнению с известным устройством , в котором используетс тот же термочувствительный элемент, повыщено в 13 раз. Формула изобретени Устройство дл измерени температуры, содержащее в качестве термочувствительного элемента полупроводниковый код, смещенный в пр мом направлении, стабилизатор тока, выполненный на операционном усилителе, инвертирующий вход которого соединен с выводом диода и через резистор с источником питани , а неинвертирующий вход соединен с делителем напр жени на переменном резисторе , подключенным к источнику питани , отличающеес тем, что, с целью повышени быстродействи устройства, в него введены резистор и конденсатор, причем выход усилител через резистор соединен с другим выводом диода, соединенным через конденсатор с нулевой точкой источника, питани . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Кривоносов А. И. Полупроводниковые датчики температуры. М.. Энерги , 1974, с. 105, рис. 3-7.
2.Авторское свидетельство СССР № 287358, кл. О- 01 К 7/16, 1969.
3.Кох. Линейный термометр на диоде или транзисторе. Электроника 1976, № 10, с.60 рис. 2 (прототип).

9

И7

+

cz