1 1 Изобретение относитс к области термометрии, а именно к устройствам дл измерени температуры с непосред ственным преобразованием ее в частоту электрического сигнала, и может быть использовано преимущественно в автономньпс системах, где наложены ограничени на потребл емую от источника питани мощность. Известно устройство дл измерени температуры, содержащее два генератора частоты на транзисторах, в цепь базы одного из которых включен термочувствительный элемент, при этом выходы генераторов подключены к входам блока регистрации отношени частот 1 . Недостатками устройства вл ютс сложность и малый коэффициент преобразовани при большой потребл емой мощности. Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс устройство дл измерени температуры , содержащее генератор импульсов на транзисторе, s цепь базы которого включены термочувствительный элемент и перва катушка индуктивности, а между коллектором и потенциальной шиной источника питани включена втора катутака индуктивности 2. Недостатками известного устройства вл ютс невысока трчность измерени температуры вследствие малой крутизны его выходной характеристики и сравнительно больша потребл ема мощность. Цель изобретени - повышение точности измерени и снижение потребл е мой устройством мощности. Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве, содержащем генератор импульсов на транзисторе, в цепь базы которого включены термочувстШ1 тельный элемент и перва катушка индуктивности, а между коллектором и потенциальной шиной источника питани включена втора катушка индуктивности, перва катушка индуктивности включена последовательно с термочувствительным элементом межд базой транзистора и потенциальной ши ной источника питани , при этом величина напр жени источника питани находитс в пределах области насьш1ени транзистора. Такое включение термочувствительного элемента и катушек индуктивности и выбор режима работы транзистора обеспечивает увеличение крутизны выходной характеристики генератора при малой потребл емой мощности. При этом относительное изменение частоты (f/ffl на 1 С составл ет, например (2-4)40 дл частоты fo генерируемых колебаний при заданных начальных услови х, равной 295 кГц и 322 кГц соответственно дл кремниевых транзисторовп -р-и типа при напр жении источника питани --510 мВ и германиевых транзисторов р-п-р типа при напр жении источника питани 210 мВ. На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 - зависимости частоты выходного сигнала от температуры дл медно-константановой термопары (а), сопротивлени (Ь) и индуктивности (Ь) термочувствительного элемента дл двух типов транзисторов (крива 1 соответствует транзистору типа 11416, крива 2 - транзистору типа 2Т301Ж).. Устройство дл измерени температуры содержит генератор импульсов на транзисторе 1 с катушкой 2 индуктивности в цепи коллектора и последовательно соединенными термочувствительным элементом 3 и другой катушкой 4 индуктивности в цепи базы и источник 5 питани , к потенциальной шине 6 которого подключены два выхода катушек 2 и 4 индуктивности, а с общей щиной 7 соединен эмиттер транзистора 1. Величина напр жени источника 5 питани лежит в области насьш{ени транзистора 1 и соответствует 210 мВ дл германиевых транзисторов типа и-МО мВ дл кремниевых транзисторов h-p-ri типа. В качестве т«рмочуствительного элемента могут быть использованы низкоом1н 1е и мйлоиндуктивные термопары , терморезисторы и катушки индуктивности . Индуктивности катушек 2 и 4 определ ют частоту генератора при заданных начальных услови х. Последовательность выходных импульсов снимаетс ме аду коллектором транзистора 1 и общей шиной 7 источника 5 питани через конденсатор 8. Пример. Транзистор 1 - П416, индуктивности 2 и 4 по 224 мкГн каждал типа ДМ-0,2, напр жение источника 5 питани 210 мВ, медно-константанова термопара, подключенна к базе транзистора 1 либо медным (кривал 1 на фиг.2(01), либо константановым электродом (крива 1 на фиг.2о|). Амплитуда выходньпс имп льсов составл ет 0,9 В, потребл емый ток 0,6 мА, потребл ема мощность 126 мкВт, среднее приращение по частоте 120 .1 1 The invention relates to the field of thermometry, namely, devices for measuring temperature with its direct conversion to the frequency of an electrical signal, and can be used primarily in autonomous systems where restrictions are placed on the power consumed from the power source. A device for measuring temperature is known, which contains two frequency generators with transistors, a temperature-sensitive element is included in the base circuit of one of which, and the outputs of the generators are connected to the inputs of the frequency ratio recording unit 1. The drawbacks of the device are the complexity and the low conversion factor with high power consumption. The closest to the invention to the technical essence is a device for measuring temperature, containing a pulse generator on a transistor, s of the base circuit of which includes a temperature-sensitive element and a first inductance coil, and a second inductance cathode 2 is connected between the collector and the potential power supply bus 2. The low temperature measurement trunci ation due to the small steepness of its output characteristic and the relatively large power consumption. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy and reduce the power consumption of the device. The goal is achieved by the fact that in a device containing a pulse generator on a transistor, the thermal sensing element and the first inductor are included in the base circuit, and the second inductor is connected between the collector and the potential power supply bus, the first inductor is in series with the sensing element between the base of the transistor and the potential bus power source, while the magnitude of the voltage of the power source is within the region of the transient istora. Such inclusion of the thermosensitive element and inductors and the choice of the operating mode of the transistor provides an increase in the steepness of the output characteristic of the generator at low power consumption. At the same time, the relative frequency change (f / ff by 1 C is, for example, (2-4) 40 for the frequency fo of the generated oscillations under given initial conditions equal to 295 kHz and 322 kHz respectively for silicon transistors of p type power source - 510 mV and germanium transistors of pnp type with voltage source 210 mV. Fig. 1 is a diagram of the device; Fig. 2 - dependence of the output frequency on temperature for a copper-constantan thermocouple (and ), resistance (b) and inductance (b) of the heat-sensitive element for two types of transistors (curve 1 corresponds to a transistor type 11416, curve 2 corresponds to a transistor type 2T301G). The device for temperature measurement contains a pulse generator at transistor 1 with inductance coil 2 in the collector circuit and series-connected thermal sensor 3 and inductance 4 in the base circuit and power supply 5, to the potential bus 6 of which two outputs of coils 2 and 4 of inductance are connected, and the emitter of transistor 1 is connected to a common length of 7 lies in the region of the {transistor 1) and corresponds to 210 mV for germanium transistors of the type i-MO mV for silicon transistors of h-p-ri type. Low-level 1e and myinductive thermocouples, thermistors and inductors can be used as the t-cell element. The inductances of coils 2 and 4 determine the frequency of the generator under given initial conditions. The sequence of output pulses is removed between the collector of transistor 1 and the common bus 7 of the power source 5 via a capacitor 8. Example. Transistor 1 - P416, inductance 2 and 4 through 224 µH each type DM-0.2, supply voltage 5 of the power supply 210 mV, copper-constantan thermocouple connected to the base of transistor 1 or copper (curve 1 in figure 2 (01) , or by a constantan electrode (curve 1 in fig.2o |). The amplitude of the output impulses is 0.9 V, the current consumed is 0.6 mA, the power consumed is 126 µW, the average increment over frequency is 120.
Предложенное устройство позвол ет осуществить частотное преобразование не только температуры, но и многих других физических величин.The proposed device allows frequency conversion not only of temperature, but also of many other physical quantities.
например влажности, давлени , деформации и т.д., что обеспечиваетс соответствующим выбором чувствительного злемента. При этом осуществл емое непосредственное преобразование в частоту импульсов с большой амплитудой (1 В и более) и крутизной существенно повьшает точность измерени преобразуемой величины, так как исключает погрешности, неизбежные при использовании промежуточных элементов (усилителей и т.д.).for example, humidity, pressure, deformation, etc., which is ensured by appropriate selection of a sensitive element. At the same time, a direct conversion to a pulse frequency with a large amplitude (1 V or more) and a slope significantly increases the measurement accuracy of the converted quantity, since it eliminates errors that are inevitable when using intermediate elements (amplifiers, etc.).
- о - -т - о 5в т t т tc 9 wo га от т ) т квн)- o - -t - about 5v t t t tc 9 wo ha from t) t kw)