Преобразователь температуры в частоту

 

342079

ОПИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт, свидетельства №

Заявлено 27.111.1970 (№ 1420146/18-10) М, Кл. G Olk 7/14 с присоединением заявок ¹ 1420145/18-10 и № 1420191/18-10

Приоритет

Комитет по делам изооретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 536.531(088.8) Опубликовано 14.VI.1972. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 6.VII.1972

Авторы изобретения

В. П. Будянов и А. И. Кривоносов

Заявитель Московский инженерно-строительный институт им. В. В. Куйбышева

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЪ| В ЧАСТОТУ

Изобретение относится к области создания устройств для измерения температуры, в частности, преобразования температуры в последовательность электрических импульсов.

Известны преобразователи темпер атуры в частоту, содержащие мультивибратор на транзисторах, например, р-и-р типа, во времязадающие цепи которого включены термодиоды, и излучающие диоды, находящиеся в оптической связи с фотоприемниками.

Недостатками подобных преобразователей являются ограниченный динамический диапазон работы и малая крутизна переднего фронта выходного прямоугольного импульса.

В предлагаемом преобразователе недостатки устранены тем, что излучающие диоды включены последовательно с термодиодами, например в эмиттерные цепи транзисторов, а фотоприемники включены в цепи формирования выходных импульсов, например, в коллекторные цепи транзисторов. Фотоприемники могут находиться в оптической связи с излучающими диодами эмиттерных цепей противоположных транзисторов и с дополнительными излучающими диодами, включенными последовательно с переменными резисторами в цепь источника питания, а также могут быть включены между минусовой клеммой источника питания и базами дополнительных транзистооов р-и-р типа, эмиттеры которых подключены к плюсовой клемме, а коллекторы через резисторы — к минусовой клемме источника питания.

Преобразователь может также содержать один дополнительный транзистор и-р-и типа, коллектор которого подключен к базе одного транзистора мультивибратора, а фотоприемник находится в оптической связи с излучающим диодом другого транзистора мультивибратора.

10 На фиг. 1 изображен основной вариант принципиальной схемы предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 — 4 — era различные схемные модификации.

Все указанные схемы обеспечивают получе15 ние одного и того же эффекта, однако они позволяют в зависимости от условий проведения измерений осуществлять различную настройку преобразователя и добиваться требуемой чувствительности.

20 На чертежах обозначены: 1, 2 — фотоприемники (фоторезисторы), 8, 4 — термодиоды, 5, б, 7, 8 — инжекционные диоды, 9, 10 — конденсаторы, 11 — 14 — транзисторы, 15 — источник питания, 1б, 17 — переменные резисторы, 25 18 — 21 — резисторы, 22 — фотодиод.

Работает преобразователь следующим образом.

Измеряемая температура среды с помощью термодиодов 8, 4 преобразуется в последова30 тельность электрических прямоугольных им342079 пульсом. Динамический диапазон работы преобразователя определяется параметрами как разрядной цепи 8, 10 и 4, 9, так и зарядной цепи 1, 9 и 2, 10. Когда происходит разряд конденсатора 9 по цепи 4, 9, конденсатор 10 заряжается по цепи 8, 10. Крутизна переднего фронта выходного прямоугольного импульса определяется параметрами зарядной цепи.

Введение в разрядные цепи генератора инжекционных диодов 5, б, находящихся в оптической связи с фоторезнсторами 1, 2, включенными в коллекторные цепи транзисторов 11, 1-, ( позволяет автоматически изменять значение сопротивления коллекторной нагрузки транзистора пропорционально измеряемой температуре, что позволяет расширить динамический диапазон работы преобразователя и увеличить крутизну переднего фронта выходного импульса.

Схема преобразователя, изображенная на фиг. 2, отличается от рассмотренной выше следующим.

Инжекционные диоды 7, 8 включены в прямом направлении относительно источника питания 15 между эмиттерами транзисторов 18, 14 и плюсовой клеммой источника питания.

Подобное включение диодов позволяет увеличить эффективность оптической связи между инжекционными диодами и фоторезисторами

1, 2. Инжекционные диоды 5, б дают возможность предварительной настройки схемы преобразователя путем предварительной засветки фоторезисторов.

На фиг. 3 представлена следующая модификация преобразователя.

Под действием зарядного тока, протекающего через инжекционный диод 5, транзистор 11 отпирается, разряжается конденсатор 9, в силу чего транзистор 14 запирается и запирает в виду наличия оптической связи транзистор

12. Частота генерации подобного устройства определяется параметрами времязадающих цепей 8, 9 и 4, 10. Здесь расширение динамического диапазона работы и увеличение крутизны переднего фронта выходного прямоугольного импульса достигается за счет независимости выбора значений резисторов 18 — 21 от значений базового тока, создаваемого термодиодами 8, 4. Выходной сигнал в данном преобразователе может сниматься с коллектора любого транзистора.

Этот преобразователь имеет повышенную чувствительность вследствие введения усиленного звена 22, 18 в разрядную цепь 19, 10 прн сохранении других положительных качеств схемы.

Предмет изобретения

1. Преобразователь температуры в частоту, содержащий мультивибратор на транзисторах, 15 например, р-п-р-типа, во времязадающие цепи которого включены термодиоды, и излучающие диоды, находящиеся в оптической связи с фотоприемниками, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диа20 пазона и увеличения крутизны переднего фронта выходного импульса, излучающие диоды включены последовательно с термодиодами, например, в эмиттерные цепи транзисторов, а фотоприемники включены в цепи фор25 мирования выходных импульсов, например, в коллекторные цепи транзисторов.

2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что фотоприемники находятся в оптической связи с излучающими диодами эмиттер30 ных цепей противоположных транзисторов и с дополнительными излучающими диодами, включенными последовательно с переменными резисторами в цепь источника питания.

3. Преобразователь по п. 1, отличающийся

35 тем, что фотоприемники включены между минусовой клеммой источника питания и базами дополнительных транзисторов р-п-р-типа, эмиттеры которых подключены к плюсовой клемме, а коллекторы через резисторы — к ми40 нусовой клемме источника питания.

4. Преобразователь по п. 3, отличающийся тем, что он содержит один дополнительный транзистор п-р-п-типа, коллектор которого подключен к базе одного транзистора мульти45 вибратора, а фотоприемник находится в оптической связи с излучающим диодом другого транзистора мультивибратора.

342079

Фиг Ф

Составитель М. Фримштейн

Техред 3. Тараиеико Корректор Т, Гревцова

Редактор В. Левятов

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2028/15 Изд. № 857 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 5К-35, Раушская иаб., д. 4/5