Термочувствительный элемент

 

дф «Яф .

-,ОЮЗ COBI- ГСКИХ

СОЦИАЛ И С Т И 1 Е С К ИХ

РЕСПУБЛИК у

l4 О» ровки.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К ABTQPCKOMY СБЛДЕ ЕЛЬС ГВУ (21) 4886730/10 (22) 23.10.90 (46) О/.09.92. Бюл. ¹ 33 (75) В.И.Гречан и R.Ô.Móñàðoâà (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 476462, кл. G 01 К 7/22, 1976, Авторское свидетельство СССР № 711381, кл, G 01 К 7/22, 1980, Шукшунов В.F. Исследование термочувствительных элементов на базе полупроводниковых стабилитронов, Труды

НовочеркасcKof 0 политехнического института. 1968, т. 182, с.82-85.

Изобретение относится к области теплотехники, точнее к технике измерения температуры, Известны устройства для измерения температуры, содержащие в качестве термочувствительного элемента полупроводниковые приборы — диоды, работающие при прямых смещениях, они имеют резко нелинейную зависимость от температуры, большой разброс параметров и неприемлемы для проведения точных измерений.

Известны также устройства, содержащие в качестве датчиков температуры обратносмещенные диоды, Однако их работа связана с г.рименением сложных и громоздких преобразователей температуры в частоту и устройства для компенсации напряжения стабилизации; кроме того, они имеют недостаточную чувствительность, связанную со слабой зависимостью частоты генерации от температуры.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемок1у решению является тех„, 5U 1760376 А1

;ч1 G 01 К 1 / 22 7/00 (54) ТЕР1ЛОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ (57) Использование: область термометрии, Сущность изобретения: стабилитрон выполчен из халькогенида свинца с концентраци".é носителей заряда в р- «п-областях, павной (7-8) 10 см . При изменении тем17 пературы на 1 С напряжение стабилизации изменяется на 10 мВ, Показания регистратора в вольтах, усиленные в сторону. соответствуют измеряемой температуре в градусах Цельсия. 2 ил. ническое решение, где в качестве термочувствительного элемента испогьзованы стабилитроны Д808-Д814, работающие в диапазоне 0-125 С. Стабилитрон очигцается от краски, срезается бортик, удаляется положительный электрод, вместо которого напаивается контакт, а корпус изолируется винифлексовым лаком. Чувствительность элемента 8 мВ/ОС.

Недостатком такого решения является невозможность непосредственного измерения температуры в градусах Цельсия без дополнительных электронных устройств вычитагощего устройства, в частност.1 11 предварительной градуировки установки, что сказывается и на эффективности измерений. Кроме того, точность измерен11. не соответствует современным требов".н;1ям.

Целью изобретения является измерение температуры в градусах Цельсия, повышение точности измерен,li1 и и„:-ь ...11. "..111 за счет исключения н еобходи.".1е е !1 л г;11760:>7б

Поставленная цель достигается тем, что т.-.pMQ «ун(-.твитРльный Элемент, выполнен. ый н виде стабиллтрона, изготоз(ен

Х (1 Л Ь К 0 ГЕ Н И !! 0 В СВИН ц а С КО Ь! > > 8!-> Т p a I » N>8 Ir! H Oьителей заряда в р- и п-об> остях, равной (7-0) i 0 см .

Сопоставительный ана/>из с прототипом показывает, что заявляемое устройства атл l!!aeTcB тем, что стабилитрон Выполи н

ИЗ ХЯЛ>ЬКОГЕНИДОВ СВИН ЦЯ (B ЧЯСТНОСТИ, ИЗ сульф>лда св>лнца с концентрацией носите--3 леЙ /-(«) 10 см ) — матеБиала с =- намальI Oé 3а FIN CNM0CTb IO l««jNPN .>»I ЗЯ Г! РВЩВ! > НОЙ

30HL- ОТ ТРМПРРЯТ«/ОЫ.

На <(>иг. 1 г!редст/1в/!8((3 схема устро>лства для иззмерения температурь(; на фиг. 2— график зависимости напряжения на рсч NGT0(1(р /(0(цем приааре QT температуры.

>/!.ТРОЙСТВО Д/1Я ИЗМBРРНИЯ TР(«/>ПBРЯТУ ры содержит стабилитрон 1, работа(ощий в ре>киме !уннельного пробоя, переменный резистор 2, источник напря>кения, образуio-! цие зя>«1кг!«>/тыЙ Koi fT!/p, >л реГистри«>туfoijjl "!É прибор 3 (вольтметр типа В /-33), подключзпный к Bhlõoäó стабилитрона 1.

Ус ро le(Do работает следу QI!II(обра3Of

Тер,- о:увствительный элемент — боскорпусный стабллитрон 1, Iloi«/!Bitjae?c :- в . -,Г>Едч. ТОМПЕоатуоу КОТОРОЙ НЕОбХ<> (,!М«- Из" !/ — рить, С исто:-!Ника няпряженля H== стгбиллтрон

1 >Одается напОЯ>кение, Г(р>лбл(13И > ель(. paljнoe» i ., > (В», с помо(цью перемен (!0 "i, .>83исто

i!r» 2 уСТ>3 !«Я В/!ИНЯ6ТСЛ pЯООЧИЙ ТОК, (>Я В Н Ь!! i с>1

"1А, Г: 3TQ(4 (ref! toò(иру(0(дий (;:!o/;ь i (И81, . .>

O e Г «i С Т (3 И P У Е Т Н =- П Р Л ж 8 Н И Е С -,:Я ":h N Л N 3 Я ! !» И (. таб! .литРона (, зависЯЩее от темпBPav!P!rl и равное 200 МВ при 20"С. При измене!И(1 температуры ня 1 С Hапряжение стгбил ",3/3ции из.<еняется на 10 МВ.Таким образо.! показани:i регистрирующего прибора в

ЗОЛ (;Та Х, >/С(Л8Н Н ЫЕ В CTÎ Раз, COÎ". Г ЕТСТВ> >OÒ !

13(>»>еряе>МОЙ тсмперЯтуре В Гоадусах Цельсия (фиг,2).

При(лер осуществления и редг(агае(лого устройства.

Для изготовления термочувстн>!тельного элемента в монокристалле су>,ьфида

cBNI-;öa, (выращенном из газовой фазы),,; концентряциел носителей (5-6) 101" cf I сформирован резклй р — n-переход. В кячестaå легирующей примеси использовались

Cl и Я. (<Онцег(трации носителей заряда nи р-областях приведены в таблице. Термочувствительный стаб!. литрон, источник питания (Б5-31), переменный резистор и цифрова(1 на 1bTI «B I p О«» ли собраны В схему, изображенную на фи .1. Вге устройство помещалось в термоc.fàт, температура в кота ром изменялась от 20 да 100 "(..; Тс» но -,:

ПОДД8Pжа!НИЯ ТРMПРPЯТ!!PЫ В ЕРМО«r;",;;»

СОСтЯВЛЯЛЯ 0,1 С. ЗЯВИ И; СС. Ь !art!>Bt.i

5 вольтметром, orтемг!ературы и л, не-,>?(- Я на флг,2.

Анализ результатов, приведенных .: Таблице показ,! вант следующее, При,QHi!,å! fpaöNN носитj»JIB>.I, :.:: .:>je.:. :

1/

10 (/-«) 10 см, ме><ду показани; "il вальтf/t8vt!Я и Tef/!ri(»f?a >уг>0 I ь(е наг>л (ад BT л 1>r>ql«10! 0 Qf! Bo CTU!l R T C. 2 > C COOT! De r ("-; вуBT напряжение 1,«." В, а измене;(и.:о ..":(« fieзату<> ры f«Я 1 С вЂ” изменения напа ", я (> МВ, l5 При большей, ->ем (7-8) 10 см ", качцз(г;рации нссителей изменению температуры

«r>

iia i (. соответст-:ует изменение нагрл>к=.. Ия на 10 МВ, но температуре 20 С соответств »Hanitpë>KPHN8 "j,0/> . ;В, и для непосредстг?ен(3020;а считывaí

l: .еBльсил с воль-метра несбхадимо испальзова Гь дополнительную аппаратуру. При „;:.".-..тижении концентрации носителей заряда

/->«1 ,. -3/ 10 см по обе стороны перехода

r >,о

: o !«я>(ря>кения отсечки пр>л температуре 20 С .Cr3C faI1J.fIЕт 200 МВ, Я тЕМПературНЫЙ:<аэфф;," N. :f i напоя>кения 10 мВ j rpí !! .0 п а «! В» д л я 8 т i i ? и> > >:" р <» /> с т В 8 н и О (, о LI j K a 1 b i «! >Х> <(>i1oBciГО Бал ьгме: lja с-iиты =:ать темперят> pу в

»>(> ра/>ус:-:>х Цельсля. Очевидно, > Га 0 (.:; /дет

COOTBeTCTBOBaTb НУЛЕВОЕ ЗНЯ;.!!;!i !BQРЯ"r, B(!Ил Hя реГNстаиру Îщс пр .:>бÎ "»8 .iт . 1>."

;;,««:я>з-,>eof yojjN,,10C.ri« fi(!!3/iL>a(?Iл;/Ibl-r >! i

;>!.— Гп:,часть и",>лере!«Ия тем: =",;al-. - ь тяк как ! > 1»>»>! «Р! arK! NDHO 1 Г»ОЛ>ьз>ОВ«а » Ь,Е (. Я ." :3 . в, „ . >и<»f. 0> oti> 1 !J!i l 80(«>/ „"> .ч >!>от:?>>Г»/к,(:>, -:"p ,—;риб/>ря ЧИСJ!O i — Н-,Г>Ь1/(-::! "», ;. (,;.;,„П>«pf. Гью АЦ(Г(, лежащих в их <,.-,;-;00 .

-. « (/1 С ПОЛ ЬЗГ>ВЯНИЕ B >/C1 PO!1>, ;, />/>Я Na f !Ерен!/(я температурь! Прсд>>ягяс:.>О! o ер>-.10 i »ЯВ»НЕ(1! ilQ (" C lrilrrBCTBQ(О! >!«>»> ".И (>. Сд«. (О>, >,:,:» и реимущества: .« -> !/г«(з>0(! !ен>ле зксплуата!«>» .>1 у«?1." OI.",(-.ТГЯ 3-. с> ет отсутствия /!80(1хад>лмаст:.1 пре -яа(р(:..«ЕЛ >Л! О Й Е го K - n!! б р О В К И«, -,> г(.,:- B B 3-"..,- 0 -. B b!баром соответслтBующега напp .;:;.c!:,ия

>>та б ил и 3 Я ц и «1 .и -г !»,l n o Q a > у р;.!» >-, к; > -. > «» > (»» »; и50 ei! Ta напряжения, «oiорые B 80(о очередь

OrIpBjiB/ISI!QT!Ся СПОСООО(Л NB О/(-В«-„-НИЯ: ?Вляемого термочув твительнаго злемен,а,:

nQBb!lЧ8НИ8 (ОЧНОСТИ !3(18PBНИЙ > 8(я«18(ра!.ры, связанное с тем, что заявл;>ем>.й

55 термочувствительный злеме!ГГ позз-;-ляет рационально (лсг(ользовя Гь все разряды цифр(> 30Й « нвикЯоии ОBГ «трир-","i прибора -!>,!cJ10 K0TQ«з!»!K Qi pa ItNHBHo т/, >!Н/1(> bio А(«3, rle,"<

1 "0376

Формула изобретения качестве еомоч:q."7p:.f;:, f;,

« < "< < /<

I j . /"! < < « < < I г .:. c ч В О «< г Е—

{а, «-, {-",9 << I {<Ра ;{С<<< С -«{ 0< );-,<О < I, -: j < c. « )т « О,««< Ч < < jj (, «I j; I «Л « { L! I < -; < 1 { -, -1, П «< Л ь{:0) в «{,«"-, .-.;-аб{, <{ ;;-:.1,;, „- -: 0, ч;1 {о

—;(",{!0е.г"IB:{. ñò!«за сядет искл.". ен{{:, грар<{{—

P0Bi I< С < аб<И«<И« I :)jl В<.{Г1) j {<0 I З . hj 0I ЕНИ

II3 ;. .вин{.{а с 1;Онцентра;.{и !: - ;..ñjf iс <е,:< 3 рт{да

-., p- и п-областя, г{авно{/ { < bj 0 см, !

) ! !

Я

"A

0 О! -i

>./

7 — о;— с« /а 80 м Фо/, .«! 1. " <

Саста вите<-; ь Б. Гре {а н ! ехред М.{<<оргентал

{<.о р р е кто р I/t . I I . у с к а

Р <з/4 а к -j Q p

Произволст<ве{{но-издательский комбинат "Патент", г. Укгород, ул, Гагарин". i 00! а к <3 3 3 «30 Ти раж Под<о! {«<сное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открь<тиям при П {jÒ СССР !! 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4