Напівпровідниковий вимірювач температури

Q9ODO93G MnK6G01 К 7/00 НАПІВПРОВІДНИКОВИЙ ВИМІРЮВАЧ ТЕМПЕРАТУРИ Винахід належить до області контрольно-вимірювальної техніки і може бути використаний як датчик температури в різноманітних пристроях автоматичного керування. Відомий пристрій для виміру температури, який складається з термочутливого опору на основі нікелю або платини. Електричний опір металічних провідників змінюється згідно закону де Ro - опір при температурі 0DC, R^ - опір при температурі Тх, «-температурний коефіцієнт, який дорівнює для платини 3,9* 10'3 К"1 і для нікелю 5,39-10'3 К"1. Опір при 0°С для більшості випадків дорівнює 100 Ом. Для виміру температури датчик підключаєіься до вимірювальної схеми, на виході якої формується напруга пропорційна температурі. Такою найпростішою схемою є вимірювальний міст, в одне плече якого включено термочутливий опір (див. Г.Виглеб. Датчики. ~М: Мир, 1989, стр. 14-23). Недоліком такого пристрою є низька точність вимірів, що пов'язано з саморозігрівом термочутливого резистора при проходженні через нього вимірювального струму. За прототип обрано пристрій для вимірювання температури (див. Авторське свідоцтво СРСР № 1383111, кл. G01 К 7/00, 1988, Бюл. №11). Пристрій складається з генератора НВЧ коливань, фоточутливого транзистора, волоконного світ довода, джерела оптичного випромінювання, резистора і конденсатора. При зміні температури центральної частоти волоконного світловода змінюється його коефіцієнт переломлення, що викликає зміну інтенсивності випромінювання, яке діє на фототранзистор, підключений паралельно кон туру НВЧ генератора, що викликає зміну величини фазового зсуву НВЧ коливань на виході пристрою. Недоліком такого пристрою є низька точність вимірів, особливо в області малих температур, яка пов'язана з малою зміною коефіцієнта переломлення волоконного світловода, що є чутливим до температури елементом. В основу винаходу поставлена задача створення напівпровідникового вимірювача температури, в якому за рахунок введення нових блоків і зв'язків між ними досягається висока точність вимірів. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрій який містить термочутливий опір, генератор електричних коливань у вигляді двох польових транзис торів, джерела постійної напруги, конденсатора, введено пасивну індуктивність і друге джерело постійної напруги, що дало змогу замінити пере творення температури в фазу зсуву НВЧ коливань у відомому пристрої на пере творення температури в частоту у запропонованому, причому затвор першого польового транзистора через термочуїливий опір з'єднаний з пертим полюсом першого джерела напруги, а другий полюс першого джерела напруги з'єднаний із стоком другого польового транзистора, при цьому витоки першого і другого польових транзисторів з'єднані між собою, а затвор другого польового транзис тора з'єднаний із стоком першого польового транзистора, до якого підключена перша вихідна клема та перший вивід пасивної індуктивності, другий вивід па сивної індуктивності з'єднаний з першим виводом конденсатора і першим по люсом другого джерела напруги, а другий вивід конденсатора з'єднаний з дру гим полюсом другого джерела напруги, стоком другого польового транзистора і другим полюсом першого джерела напруги, які утворюють загальну шину, до якої підключена друга вихідна клема. Використання запропонованого пристрою для виміру температури суттєво підвищує точність виміру інформативного параметру за рахунок виконання ємнісного елемента коливального контуру у вигляді польових транзисторів, в якому зміна опору під дією температури перетворюється в ефективну зміну ре зонансної частоти, а також за рахунок можливості лінеаризації функції перетворення шляхом вибору величини напруги джерел живлення. На ^ігу/z додано схему напівпровідникового вимірювача температури. Пристрій містить джерело постійної напруги 1, яке здійснює через термочутливий опір 2 живлення польових транзисторів 3 і 4. Затвор польового транзистора 4 з'єднаний із стоком польового транзистора 3. Витоки польових транзисторів 3 і 4 з'єднані між собою. Паралельно стокам польових транзисторів 3 і 4 підключено послідовне коло, яке складається із пасивної індуктивності 5 і конденсатора 6 разом із джерелом напруги 7. Вихід пристрою утворений затвором польового транзистора 4 і загальною шиною. Напівпровідниковий вимірювач температури працює таким чином. В початковий момент часу температура не діє на термочутливий опір 2. Підвищенням напруги управляючих джерел 1 і 7 до величини, коли на електродах сток-сток польових транзисторів 3 і 4 виникає від'ємний опір, який приводить до виникнення електричних коливань в контурі, утвореним послідовним включенням повного опору з ємнісним характером на електродах сток-сток польових транзисторів 3 і 4 та індуктивним опором пасивної індуктивності 5. Конденсатор 6 запобігає проходженню змінного струму через управляюче джерело напруги 7. При наступній дії температури на термочутливий опір 2 змінюється його опір, що приводить до зміни ємнісної складової повного опору на електродах сток-сток польових транзисторів 3 і 4, а це в свою чергу, викликає зміну резонансної частоти коливального контуру. НАПІВПРОВІДНИКОВИЙ ВИМІРЮВАЧ ТЕМПЕРАТУРИ ГГП. ----------- 1I * г а Автори: і Вихід і B.C. Осадчук О.В. Осадчук Н.С. Кравчук