Вимірювальне коло датчика температури

1. Вимірювальне коло датчика температури, що містить два транзистори, емітери яких являють собою два вихідні виводи кола й підключені до двох джерел струму відносно загального проводу, перше з яких є із змінною складовою струму, яке 3 20864 4 log Devices, зокрема на мікросхеми ADM1021A, вводиться зміщення, за яким на колекторі - звороADT7475 та інші, також показаний другий аналог тно-зміщена напруга. згідно з [3]. За результатом, вимірювальне коло датчика, В другому аналогу, у відміну від першого анащо пропонується, може бути сформульовано талога, перший транзистор, тобто той, струм якого ким чином: переключається, є винесеним за межі мікросхеми 1. Вимірювальне коло датчика температури, (щоб вимірювати температуру у віддаленій точці, що містить два транзистори, емітери яких являють та ще й таку, що може бути більшою, ніж темперасобою два вихідні виводи кола й підключені до тура мікросхеми). Схема з’єднань в другому анадвох джерел струму відносно загального проводу, логу відрізняється від схеми з’єднань в першому. В перше з яких є із змінною складовою струму, який першому (віддаленому) транзисторі база відокревідрізняється тим, що друге джерело струму теж є млена від колектора і підключена до джерела змііз змінною складовою струму, але протифазною щення, а колектор є „заземленим” (в тому місці, де відносно змінної складової струму першого джезнаходиться транзистор). При цьому коло другого рела. транзистора являє собою те джерело зміщення, 2. Вимірювальне коло за п. 1, яке відрізняєтьщо підключене до бази першого. За результатом, ся тим, що бази обох транзисторів підключені до виходом вимірювального кола є виводи емітера і джерела напруги зміщення. бази першого транзистора. 3. Вимірювальне коло за п. 1, яке відрізняєтьДругий аналог має свої недоліки, але вони не ся тим, що колектори обох транзисторів підключені мають відношення до заявки. Другий аналог має до джерела напруги живлення. позитивним те, що колектор першого транзистора, Основним, як сказано вище, для корисної мов порівнянні з першим аналогом, знаходиться під делі є те, що другий транзистор, як і перший, теж зворотною напругою відносно бази. Ця риса не забезпечується змінною складовою струму (п. 1), ставиться як позитивна в [3], але вона буде викоза результатом чого вихідна напруга вимірювальристана у корисній моделі (для обох транзисторів ного кола зростає вдвічі. При цьому відношення по іншій схемі) за залежним пунктом її формули. сигнал/шум теж зростає. Це - перший і основний Третім аналогом є вимірювальне коло датчика результат корисної моделі, що забезпечується за температури, який описаний в: п. 1. [4] Flexible Temperature and Voltage Monitor and В двох взаємно альтернативних пп. 2 і 3, що є System Fan Controller: ADT7462, Rev. 0, 2006 (с.23, залежними від п. 1, показані два види підключення Фіг.34). Технічні дані мікросхеми ADT7462 фірми транзисторів до загального проводу. За п. 2 - з Analog Devices (www.analog.com). напругою зміщення на базах обох транзисторів, за Примітка. В інших технічних даних фірми Anaп. 3 - з напругою колекторного живлення, що є наlog Devices, зокрема на мікросхеми ADT7461A та пругою зворотного зміщення на колекторах. За інші, також показаний третій аналог згідно з [4]. таким включенням, за п. п. 2 і 3, характеристики Третій аналог є розвитком другого. До емітера емітерних переходів транзисторів і перетворюванпершого транзистора підключене джерело, струм ня (в цілому) даних температури в напругу будуть якого періодично змінюється (переключається) від більш лінійними (з меншими спотвореннями). одного значення до другого, а потім, у відміну від Перелік фігур: першого та другого аналогів, - ще й до третього Фіг.1. Показана схема вимірювального кола значення. Завдяки трьом значенням струму, в тредатчика температури, що відповідає п. 1. Показані тьому аналогу забезпечується можливість більш струми точного вимірювання температури. Ця риса, що є I+D/(t); (1) теж позитивною, також буде використана у корисній моделі і урахована в обмежувальній частині її I-D/(t), (2) формули. що подаються на емітери обох транзисторів. В За результатом сказаного автором поставлено (1) D/(t), умовно зі знаком плюс, - це змінна склазадачу запропонувати таке вимірювальне коло дова струму першого транзистора, яка відповідає датчика температури, яке не мало б недоліків струму через перший транзистор у прототипі (у першого аналога. Тобто, поставлено задачу підняпершому аналогу), а також у третьому аналогу. В ти рівень відношення сигнал/шум. Це, по-перше. А (2) D/(t), зі знаком мінус, - це змінна складова по-друге, зменшити нелінійні спотворення, обумоструму др угого транзистора, яка є протифазною влені залежністю характеристики перетворювання до змінної складової струму першого транзистора. від режиму транзистора. Наявність протифазної D/(t) в струмі другого транЗгідно зі сказаним, прототипом обирається пезистора є тим новим, чим відрізняється корисна рший аналог. За результатом, пропонується вимімодель за п. 1 від прототипу. D/(t) може бути більш рювальне коло датчика, в якому переключаються складною залежністю, ніж у першому та третьому струми не одного, як в прототипі, а обох транзисаналогах. торів. Причому переключаються так, що коли Фіг.2. Показана схема вимірювального кола, струм одного транзистора зростає, іншого зменщо відповідає п. 2. На бази обох транзисторів пошується, і навпаки. За результатом, вихідна напрудано напругу зміщення га кола, що є пропорційною температурі, збільшуUзм =-Uк , (3) ється в два рази. Тобто вимірювальне коло, що де Uк - значення колекторної напруги живленпропонується, має відношення сигнал/шум більня, що є напругою зворотного зміщення, при якому шим, ніж прототип. Це є основним. Крім того, дозабезпечується нормальний режим роботи трандатково, для зменшення нелінійних спотворень, зисторів. 5 20864 6 Фіг.3. Показана схема вимірювального кола, але за іншою схемою) результат буде теж за форщо відповідає п. 3. На колектори обох транзистомулою (8), але при іншому Кпер. Можливі й інші рів подано напругу Uк , про яку сказано вище. Для значення D/(t), як вже сказано, згідно з (1) та (2). транзисторів типу рnр, що показані на Фіг. 3, наСказане має відношення до всіх трьох пунктів, пруга Uк є негативною. А для транзисторів типу що приведені вище, а також до всіх трьох фігур. nрn вона буде позитивною. В останньому випадку Згідно з п. 2 та Фіг.2, бази обох транзисторів підструми (1) та (2) будуть зворотного напрямку. ключені до джерела напруги зміщення Uзм , а згідно Як працює вимірювальне коло датчика. з п. 3 та Фіг.3, колектори обох транзисторів підВольт-амперною характеристикою емітерного ключені до джерела напруги живлення Uк . За Uзм =переходу транзистора є Uк обидва включення еквівалентні (щодо режиму Ue=jln(Ie/Is) (4) роботи транзисторів). В обох випадках на колекто(за Ie>>Is), де Ue , I e - напруга та стр ум емітера рах відносно баз є напруга, що відповідає норма(емітерного переходу), Is - його зворотний струм, льному режиму роботи транзисторів. Відомості, що підтверджують можливість здійjт=kT/q, Т - абсолютна температура, що вимірюснення корисної моделі. В корисній моделі викориється, а k та q - фізичні сталі. Якщо переключати стовуються, в основному, ті ж самі елементи, що і струм емітера, наприклад, першого транзистора в аналогах. Щодо другого джерела, струм якого від Iе.мін до Iе.макс=NIe.мін, зміна напруги на емітері (його переключення) повинен бути протифазним буде дорівнювати до струму першого джерела, то це може бути здійснено, наприклад, таким шляхом. Друге джерело Uвих.1=DU е.1=К пер Т, (5) таке ж саме, як і перше, але керується воно через де інвертор. За результатом, джерела - однакові, а Кпер=(k/q)lnN=const. (6) струми їх є протифазними. А якщо при цьому переключати струм емітера Вимірювальне коло, що пропонується, признадругого транзистора від Iе.макс до Iе.мін, зміна напручене для використання у складі датчиків темпераги на його емітері буде дорівнювати тури, як і його аналоги. Вихід кола, згідно з [1,...4], Uвих.2=DU e.2=-K пер Т, (7) може бути підключений до іншої частини датчика, де Кпер - згідно з (6). За результатом, вихідна у складі якої - підсилювач, детектор, аналогодиференціальна напруга на виході вимірювальноцифровий перетворювач і таке інше, але це вже за го кола межами корисної моделі. Uвих.= Uвих.1-Uвих.2=2КперТ, (8) Примітка: до матеріалів заявки додаються дотобто в два рази більше, ніж для першого анавідкові матеріали у складі: лога, що є Uвих.=Uвих.1=2Кпер Т. [1], с.3, 4; [2], с.1, 20; [3], с.1, 23; [4], с.1, 8 (на Приведені формули відповідають випадку, кообох сторінках чотирьох аркушів). ли струм, що переключається, має два значення. Для трьох значень струму (як в третьому аналогу, 7 Комп’ютерна в ерстка Л. Купенко 20864 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601