Устройство для измерения температуры с частотным выходом

 

УСТГОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ С ЧАСТОТНЫМ ВЫХОДОМ, содержащее полупроводниковый терморезистор, включенный на входе усилителя постоянного тока, охваченного резнстивной отрицательной обратной связью, и формирователь экспоненщ1ально изменяющегося напряжения выходы которых подключены к входам компаратора, подключенного своим выходом к входу формирователя зкспонешщально изменяющегося напряжешш, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности измерения и упрощения устройства, отрицательная обратная связь усилителя постоянного тока образована дополнительным полупроводшжовым терморезистором. (Л с 00 со 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(5D G 01 К 7/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3494945/18 — 10 (22) 04.10.82 (46) 23.01.84. Бюл. Р 3 (72) С. Н. Суров и М. А. Беспалов (71) Московский ордена Трудового Красного

Знамени инженерно-физический институт (53) 536.53 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 330357, кл. 6 01 К 7/16, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР N 943538, кл. G 01 К 7/22, 1982. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРХГУРЫ С ЧАСТОТНЫМ ВЫХОДОМ, содержащее полупроводниковый терморезистор, включенный на входе усилителя постоянного тока, охваченного резнстивной отрицательной обратной связью, и формирователь экспоненциально изменяющегося напряжения, выходы которых подключены к входам компаратора, подключенного своим выходом к входу формирователя экспоненциально изменяющегося напряже)п(я, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и упрощения устройства, отрицательная обратная связь усилителя постоянного тока образована дополнительным полупровод)шковым терморезистором.

10687

Составитель В. Голубев

Техред А.Бабинец

Редактор О. Бугир

Корректор А Тяско

Заказ 11450/35 Тираж 82

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.; д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к электрическим измерениям неэлектрических величин, в частности температуры, с преобразованием измеряемой величины в частоту.

Известно устройство для измерения температуры с частотным выходом, содержащее терморезистор, включенный в мостовую схему, эле- . мент задержки, электронный ключ и пороговый элемент, включенный в одно из плеч мостовой схемы (1), !О

Недостатком такого устройства является его сравнительная сложность и невысокая линейность выходной характеристики.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство, содержащее полупроводниковый терморезистор, включенный на входе усилителя посголлного тока, охваченного резистивной отрицательной обратной связью, и формирователь экспапснцнально изменяюгцегося напряжения, выходы которых подключены к входам компарзто1га, подключенного своим выходом непосредственно и через элемент задержки к первому и второму входам формирователя экСпоненциально изменяющегося напряжения (2). Выходная часто- та такого устройства определяется выражением

Т г ь где 13, с — постоянные коэффициенты; -à — измеряемая температура.

Недостатками известного устройства являются невысокая точность измерения температуры, обусловленная большим значением коэффициента В (несколько тысяч), и сложность вследствие нали шя элемента задержки. 35

Цель изобретения — повышение точности ,измерения н упрощение устройства.

Поставленная цель, достигается тем, что в устройстве, содержащем полулроводниковый терморезистор, включенный на входе усилителя 4р постоянного тока, охваченного резистивной отрицательной обратной связью, и формирователь экспоненциально изменяющегося напряжения, выходы которых подключены к входам компаб ратора, подключенного своим выходом к входу45 формирователя экспоненциально изменяющегося напряжения, отрицательная обратная связь усилителя постоянного тока образована дополнительным нодупроводниковым терморезистором.

38 2

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит полупроводниковые терморезисторы 1 и 2, усилитель 3 постоянного тока, охваченный резистивной обратной связью, компаратор 4, формирователь 5 экспоненциально изменяющегося напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Измеряемая температура полупроводниковыми терморезисторами 1 и 2 преобразуется на выходе усилителя постоянного тока в напряжение

Ья.

Ьм Q

Цл - Uo == — — Вг — — j 4л где U — опорное напряжение;

Rc „, 8, В,,  — постоянные коэффициенты терморезисторов 1 и 2 соответственно.

Напряжение U, подается на вход компаратора

4. На второй вход компаратора 4 с формирова- . теля 5 экспоненциального, напряжения подается напряжение +

13 гЕ -е Р где Š— опорное напряжение формирователя; — текущее время; ф — постоянный коэффициент.

При равенстве напряжений U q и U компаратор 4 вырабатывает на формирователь 5 сигнал начала нового цикла моделирования экспоненциальной функции. Таким образом в схеме происходит автоколебательный процесс с частотой

-Х ь( — В,1)

Одинаковый порядок коэффициентов В и В позволяет повысить точность и крутизну преобразования (использование, например, микротерморезисторов MT-54 "М" с Bg

3580 К и Вл = 3470 К и В2-Вл = 110 K повышает точность измерения температуры за

I счет повышения крутизны преобразования более чем в 30 раз), а также упростить устройство, так как не нужна дополнительная задержка сигнала, т. е. нет элемента задержки.

Таким образом, устройство для измерения температуры с частотным выходом обеспечивает хорошую точность измерения при сравнительно простом его выполнении и надежности в эксплуатации.