SU1723462A1 - Преобразователь неэлектрических величин в электрический сигнал - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и позвол ет повысить точность и чувствительность преобразовани  неэлектрических величин в электрический сигнал. В установившемс  режиме на выходе преобразовател  протекает ток, равный сумме токов в цепи резистивного элемента 15 и эмиттерного тока составного транзистора 18 в цепи резистора 17. При изменении измер емого параметра и соответственно из; менении величины сопротивлени  резистивного чувствительного элемента 15 измен етс  напр жение эмиттер-база составного транзистора, по величине которого суд т об измер емом параметре. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к приборостроению и может быть использовано дл  изме- рени  неэлектрических величин резистивным чувствительным элементом при питании от источника с нестабильным напр жением.

Известен измерительный преобразователь неэлектрических величин с токовым выходом, содержащий два активных сопротивлени  в качестве чувствительного элемента и два транзистора p-n-р и п-р-п-типа, коллектор каждого из которых соединен с базой другого, их эмиттеры соединены через резистор обратной св зи, а в коллекторную цепь каждого транзистора включен стабилитрон.

Недостатками известного преобразовател   вл ютс  невысока  точность преобра- зовани  при колебании питающего напр жени  и температуры окружающей среды и недостаточна  чувствительность, определ ема  коэффициентом усилени  транзисторов.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  преобразователь неэлектрических величин с токовым выходом, содержащий в качестве чувствительного элемента два активных сопротивлени  и выполненный в виде двух транзисторов p-n-р и п-р-п-типов проводимости таким образом, что коллектор каждого транзистора соединен с базой другого, их эмиттеры соединены через резистор обратной св зи, а в коллекторную цепь каждого транзистора включен дополнительный транзистор той же проводимости, причем активные сопротивлени  включены между базами основных и соответствующих дополнительных транзисторов.

Недостатками известного преобразова- нител   вл ютс  невысока  точность преобразовани  при колебании питающего напр жени  и температуры окружающей среды, а также строго фиксированна  чувствительность преобразовател , обусловленна  коэффициентом усилени  составных транзисторов.

Цель изобретени  - повышение точности и чувствительности преобразовани  неэлектрических величин в электрический сигнал (посто нный ток) при колебании питающего .напр жени  и температуры окружающей среды.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователь неэлектрических величин в электрический сигнал, содержащий источник питани , стабилизатор тока, подключенный первым выводом к положительной шине источника питани , и чувствительный элемент, дополнительно введены два составныхтранзистора, выполненных на транзисторах n-p-п типа, резистор и цепочка из двух последовательно со- единенных диодов, катод которой подключен через чувствительный элемент к

отрицательной шине источника питани , а анод соединен со вторым выводом стабилизатора тока и базой первого составного транзистора, подключенного через резистор к отрицательной шине источника питани , подключенного положительной шиной к коллектору второго составного транзистора , соединенного базой с третьим выводом стабилизатора тока, а эмиттером подключенного к коллектору первого составного

транзистора.

На чертеже приведена схема преобразовател .

Устройство содержит стабилизатор 1 тока, соединенный первым выводом с первым выходом преобразовател  и собранный , например, на основных транзисторах p-n-р типа 3 и n-p-п типа 4, база каждого из которых соединена с коллектором другого, а эмиттер - с коллектором дополнительных

транзисторов соответственно p-n-р и п-р-п типа 5 и 6. Между базами основных и дополнительных транзисторов одного типа включены стабилизаторы 7 и 8 соответственно а между базами дополнительных транзисторов 5 и 6 и первым и вторым выводами стабилизатора 2 тока - дополнительные стабилитроны 9 и 10. Эмиттеры дополнительных транзисторов 5 и 6 подключены к первому и второму выводам стабилитрона 2

тока через резисторы 11 и 12 соответственно , а коллектор дополнительного транзистора 6 соединен с третьим выводом, стабилизатора 2 тока.

Второй вывод стабилизатора 2 тока через цепочку из двух последовательно включенных диодов 13 и 14 и чувствительный элемент 15 соединен с вторым выходом 16 преобразовател . К нему через резистор 17 подключен эмиттер первого составного

транзистора 18, собранного, например, на двух транзисторах n-p-п типа 19 и 20. База первого составного транзистора 18 соединена с вторым выводом стабилизатора 2 тока , а коллектор - с эмиттером второго

составного транзистора 21, собранного, например , на двух n-p-п транзисторах 22 и 23. База второго составного транзистора 21 подключена к третьему вы воду стабилизатора 2 тока, а коллектор - к первому выходу

преобразовател .

Первый выход преобразовател  соединен с положительной шиной источника питани , а второй выход 16 через регистрирующий прибор 24(например, миллиамперметр ) подключен к отрицательной шине источника питани .

Преобразователь неэлектрических величин в электрический сигнал работает следующим образом.

При включении питани  на стабилизатор 2 тока поступает напр жение через чувствительный элемент 15 и диоды 13 и 14. Стабилизированный ток стабилизатора 2 создает на диодах 13 и, 14 и резистивного чувствительного элемента 15 падение напр жени , которое обеспечивает открывание транзисторов 19 и 20 составного -транзистора 18. При малых значени х сопротивлени  чувствительного элемента 15 открывание транзисторов обеспечиваетс  падением напр жени  на диодах 13 и 14.

Стабилитроны 7 и 9 стабилизатора 2 тока создают на базе составного транзистора 21 смещение, что обеспечивает открывание транзисторов 22 и 23 составного транзистора 21.

Составной транзистор имеет высокий коэффициент усилени  по току, который в /3 раз (/3 - коэффициент усилени  по -току отдельного транзистора) больше коэффициента усилени  отдельного транзистора, или

ток базы составного транзистора в j раза меньше регулируемого тока. Поэтому ток базы составного транзистора 21 не вли ет на работу стабилизатора 2 тока, а ток базы составного транзистора 18 составл ет тыс чные доли регулируемого тока и ток в це- пи чувствительного элемента 15 практически равен току стабилизатора 2 тока .

На выходе преобразовател  протекает ток, равный сумме токов в цепи чувствительного элемента 15 и эмиттерного тока составного транзистора 18 в цепи резистора 17. При изменении измер емого параметра и соответственном изменении сопротивлени  чувствительного элемента 15 измен етс  и напр жение, падающего на него, причем увеличение сопротивлени  чувствительного элемента 15 вызывает пропорцио- нальное увеличение напр жени , и наоборот.

Стабилизатор тока обладает высокой стабильностью в широком диапазоне изменени  напр жени  питани  и поэтому величина стабилизированного тока не мен етс .

Рабоча  точка составного транзистора 18 смещаетс  и ток в цепи резистора 17 тоже мен етс  (соотвественно увеличиваетс  или уменьшаетс ). Поэтому изменение выходного тока пропорционально изменению сопротивлени  чувствительного элемента 15. Величина выходного тока пропорциональна величине стабилизированного тока стабилизатора 2 и обратно пропорциональна сопротивлению резистора 17.

Составной транзистор 21 выполн ет

роль переменного резистора. Нелинейные сопротивлени  эмиттер-коллектор составных транзисторов в режиме неизменного напр жени  на базе характеризуютс  весь0 ма высокой величиной дифференциального сопротивлени . Составной транзистор 21 принимает на себ  изменени  питающего напр жени  и обеспечивает высокую стабильность преобразовани  при колебании

5 напр жени  питани .

Материал изготовлени  диодов 13 и 14 такой же, как и материал изготовлени  транзисторов 19 и 20 составного транзистора 18. Высока  температурна  стабильность пре0 образовани  при изменении температуры окружающей среды обеспечиваетс  компенсацией изменени  падени  напр жени  на базо-эмиттерных переходах транзисторов 19 и 20 изменением падени  напр же5 ни  на диодах 13 и 14.

Таким образом, введение составных транзисторов и диодной цепочки обеспечивает стабильность преобразовани  при колебании напр жени  питани  и

0 температуры окружающей среды в несколько раз выше, чем у известного решени  , что обуславливает повышени  точности и чувствительности преобразовани .

Преобразователь имеет линейную вы5 ходную характеристику в широком диапазо- не изменени  сопротивлени  чувствительного элемента. Чувствительность преобразовани  легко регулируетс  изменением величины сопротивлени  17 и

0 тока стабилизатора 2 тока.

Высокое выходное сопротивление преобразовател  позвол ет передавать сигналы измерени  на большие рассто ни  по кабельным лини м св зи.

5

Claims (1)

1. Формула изобретени  Преобразователь неэлектрических величин в электрический сигнал, содержащий источник питани , стабилизатор тока, под0 ключенный первым выводом к положительной шине источника питани , и чувствительный элемент, отличающий- с   тем, что, с целью повышени  точности и чувствительности преобразовани , в него

   5 введены два составных транзистора, выполненных на транзисторах n-p-n-типа, резистор и цепочка из двух последовательно соединенных диодов, катод которой подключен через чувствительный элемент к отрицательной шине источника питани , а

   анод соединен с вторым выводом стабилизатора тока и базой первого составного транзистора, подключенного эммиттером через резистор к отрицательной шине источника питани , подключенного положительной шиной к коллектору второго составного транзистора, соединенного базой с третьим в.ыводом стабилизатора тока, а эмиттером подключенного к коллектору первого составного транзистора.