Преобразователи, датчики, сенсоры - Информационный портал © 2011 - 2023 Использование материалов сайта возможно при размещении активной ссылки
Термодиоды и термотранзисторы
Термодиоды и термотранзисторы находят применение в датчиках температуры, работающих в диапазоне от— 80 до +150 °С. Верхняя граница температурного диапазона ограничивается тепловым пробоем р-n-перехода и для отдельных типов германиевых датчиков достигает 200 °С, а для кремниевых датчиков — даже 500 °С. Нижняя граница температурного диапазона термодиодов и термотранзисторов определяется уменьшением концентрации основных носителей и может достигать для германиевых датчиков — (240 - 260) °С, для кремниевых —200 °С.
Основными преимуществами термодиодов и термотранзисторов являются малые габариты, возможность взаимозаменяемости и, главное, дешевизна, позволяющая применять их в датчиках одноразового употребления.
Связь между током I через р-n-переход (диода или транзистора) и падением напряжения V на нем определяется определенным уравнением. Это уравнение определяет ток через переход как при прямом так и при обратном смещении перехода. Из известных уравнений и формул можно увидеть что, и прямой и обратный токи р-n-перехода являются функциями температуры. Для измерения температуры в основном используются открытые p-л-переходы. Теория показывает, что падение напряжения на открытом р-n-переходе при токе I через переход определяется приближенной формулой, из которой видно, что падение напряжения линейно зависит от температуры и уменьшается с увеличением температуры. Температурная чувствительность р-п-перехола по напряжению составляет Sθ ≈ 1,5 мВ/К. Сравнивая между собой коэффициенты температурной чувствительности для падения напряжения на р-л-переходе и термо-ЭДС термопар, работающих в этом же температурном диапазоне (например, хромель — копель), можно сказать, что чувствительность р-л-перехода примерно в 100 раз выше чувствительности термопар.
На рис.1 представлена схема преобразователя температуры в частоту с диодом ТД типа Д9 в качестве термочувствительного элемента. Диод ТД подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя, выполняюшему функцию интегратора.
На инвертирующий вход этого усилителя подается напряжение с делителя. Делитель и термодиод питаются стабильным током (Iтд = 1 мА) от источника опорного напряжения, задаваемого диодом Д1. Интегратор сбрасывается через транзистор Т1, когда конденсатор С1 заряжается до напряжения 10 В. Время заряда конденсатора и, следовательно, частота импульсов на выходе интегратора зависят от температуры, так как с увеличением температуры уменьшается напряжение на диоде ТД и увеличивается разность напряжении на входах усилителя. Регулировка чувствительности (S = 10 Гц/К) осуществляется изменением сопротивления R2, регулировка нуля — изменением сопротивления R1. Диапазон измерений преобразователя 0—100 °С, погрешность не превышает ±0,3 °С.
Главная >> Температура. Термоэлектричество >> Термодиоды и термотранзисторы
русский / english
• Представлена информация о различных преобразователях и датчиках физических величин, параметров различных физических процессов.
• Электрофизические свойства и эффекты в различных электротехнических материалах.
• Теория, экспериментальые результаты, практическое применение
Рис.1 Схема преобразователя температуры в частоту
Смотрите также:
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ, ДАТЧИКИ, СЕНСОРЫ
Информация, новости, реклама
