[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU147683U1 - MEDICAL THERMOMETER - Google Patents

MEDICAL THERMOMETER Download PDF

Info

Publication number
RU147683U1
RU147683U1 RU2014118326/14U RU2014118326U RU147683U1 RU 147683 U1 RU147683 U1 RU 147683U1 RU 2014118326/14 U RU2014118326/14 U RU 2014118326/14U RU 2014118326 U RU2014118326 U RU 2014118326U RU 147683 U1 RU147683 U1 RU 147683U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
resistor
transistor
current
operational amplifier
Prior art date
Application number
RU2014118326/14U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Андреевич Анисимов
Александр Викторович Белов
Уллах Назафат
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" (СПбГЭТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" (СПбГЭТУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" (СПбГЭТУ)
Priority to RU2014118326/14U priority Critical patent/RU147683U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU147683U1 publication Critical patent/RU147683U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)

Abstract

Медицинский термометр, содержащий температурный датчик, представляющий собой транзистор типа n-p-n, операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с коллектором транзистора, инвертирующий вход соединен с первым выводом резистора обратной связи и первыми выводами первого и второго резисторов резистивного делителя, второй вывод резистора обратной связи соединен с выходом операционного усилителя, который является выходом термометра, второй вывод первого резистора резистивного делителя, эмиттер транзистора и отрицательный вывод источника стабилизированного напряжения соединены с общим проводом, второй вывод второго резистора резистивного делителя соединен с положительным выводом источника стабилизированного напряжения и первым выводом токозадающего резистора, который вторым своим выводом соединен с базой транзистора, отличающийся тем, что введен компенсационный резистор, который первым своим выводом соединен со вторым выводом токозадающего резистора, с соединенными между собой базой и коллектором транзистора и неинвертирующим входом операционного усилителя, а вторым выводом с выходом операционного усилителя, при этом значение компенсационного резистора определяется по формуле R3=R2·(Ku-1), где R2 - значение токозадающего резистора, Ku - коэффициент усиления неинвертирующего операционного усилителя с отрицательной обратной связью.A medical thermometer containing a temperature sensor, which is an npn type transistor, an operational amplifier whose non-inverting input is connected to the collector of the transistor, the inverting input is connected to the first output of the feedback resistor and the first conclusions of the first and second resistor divider resistors, the second output of the feedback resistor is connected to the output of the operational amplifier, which is the output of the thermometer, the second output of the first resistor of the resistive divider, the emitter of the transistor and negative the output terminal of the stabilized voltage source is connected to a common wire, the second output of the second resistor of the resistive divider is connected to the positive output of the stabilized voltage source and the first output of the current-setting resistor, which is connected to the base of the transistor by the second, characterized in that a compensation resistor is introduced, which is its first output connected to the second output of the current-setting resistor, with the base and collector of the transistor connected to each other and the non-inverting input of the operational the second amplifier with the output of the operational amplifier, while the value of the compensation resistor is determined by the formula R3 = R2 · (Ku-1), where R2 is the value of the current-setting resistor, Ku is the gain of the non-inverting operational amplifier with negative feedback.

Description

Полезная модель относится к биомедицинской технике, в частности к диагностике, предназначена для обеспечения измерения температуры, в частности для оценки локальной температуры биологических объектов в диапазоне температур от 20°C до 40°C, и может быть использована для диагностики функционального состояния человека и животного.The utility model relates to biomedical technology, in particular to diagnostics, designed to provide temperature measurements, in particular to assess the local temperature of biological objects in the temperature range from 20 ° C to 40 ° C, and can be used to diagnose the functional state of humans and animals.

Локальные изменения температуры поверхности тела являются важным диагностическим показателем. Регистрация таких изменений требует применения термометров с повышенной разрешающей способностью (чувствительностью). Наиболее подходящими для этой цели являются термометры на основе полупроводниковых датчиков, в частности на основе транзисторов или диодов, преобразующих термозависимое напряжение полупроводникового перехода в выходное напряжение. Они отличаются относительно высокой линейностью температурной зависимости, большим быстродействием, низкой потребляемой мощностью, малыми габаритами и стоимостью.Local changes in body surface temperature are an important diagnostic indicator. Registration of such changes requires the use of thermometers with high resolution (sensitivity). The most suitable for this purpose are thermometers based on semiconductor sensors, in particular based on transistors or diodes, which convert the thermally dependent voltage of the semiconductor junction to the output voltage. They differ in relatively high linearity of temperature dependence, high speed, low power consumption, small size and cost.

Из анализа отечественных и зарубежных информационных и в том числе патентных материалов известны термометры на основе полупроводниковых транзисторных датчиков, однако они имеют существенные недостатки.From the analysis of domestic and foreign information and patent materials, thermometers based on semiconductor transistor sensors are known, but they have significant drawbacks.

Известен термометр на основе транзисторного датчика, включенного в качестве диода [Граф Р. Электронные схемы: 1300 примеров: Пер. с англ. - М.: Мир, 1989, с. 552]. Устройство содержит также операционный усилитель для усиления выходного сигнала, отражающего изменение температуры, резистивный делитель для задания коэффициента усиления операционного усилителя, токозадающий резистор для формирования тока, проходящего через термозависимый транзистор (датчик температуры).A known thermometer based on a transistor sensor included as a diode [Count R. Electronic circuits: 1300 examples: Trans. from English - M .: Mir, 1989, p. 552]. The device also contains an operational amplifier for amplifying the output signal reflecting the temperature change, a resistive divider for setting the gain of the operational amplifier, a current-setting resistor for generating current passing through a thermally dependent transistor (temperature sensor).

Недостатком схемы является нестабильность тока, протекающего через транзисторный датчик (ток база-эмиттер). Указанная нестабильность тока возникает при работе термометра из-за изменения напряжения, которое появляется при изменении измеряемой температуры и вызывает изменение тока база-эмиттер, которое в конечном итоге приводит к снижению точности показаний термометра.The disadvantage of this circuit is the instability of the current flowing through a transistor sensor (base-emitter current). The indicated instability of the current occurs during the operation of the thermometer due to a change in voltage that appears when the measured temperature changes and causes a change in the base-emitter current, which ultimately leads to a decrease in the accuracy of the thermometer readings.

По совокупности существенных признаков наиболее близким к заявляемому устройству является схема термометра по патенту US №4138616 (МПК G01K 7/01, G01K 7/00, H03K 1/14, опубликован 06.02.1979 г.), схема которого представлена на фиг. 1. Прототип содержит температурный датчик, представляющий собой транзистор 1 типа n-p-n с включенным между его базой и коллектором резистором 3 задания рабочей точки, операционный усилитель 4 (ОУ), неинвертирующий вход которого соединен с коллектором транзистора и первым выводом резистора 3 задания рабочей точки, а инвертирующий вход ОУ соединен с первым выводом резистора 6 обратной связи и первыми выводами первого и второго резисторов (5 и 7) резистивного делителя. Второй вывод резистора обратной связи соединен с выходом операционного усилителя, который является выходом термометра, второй вывод первого резистора 5 резистивного делителя, эмиттер транзистора 1 и отрицательный вывод источника 9 стабилизированного напряжения соединены с общим проводом 8, второй вывод второго резистора 7 резистивного делителя соединен с положительным выводом источника 9 стабилизированного напряжения и первым выводом токозадающего резистора 2, который вторым своим выводом соединен с базой транзистора и вторым выводом резистора 3 задания рабочей точки.In terms of the essential features, the closest to the claimed device is the thermometer circuit of US Pat. No. 4,138,616 (IPC G01K 7/01, G01K 7/00, H03K 1/14, published on 02/06/1979), the scheme of which is shown in FIG. 1. The prototype contains a temperature sensor, which is a npn type transistor 1 with an operating point setting resistor 3 connected between its base and the collector, an operational amplifier 4 (op amp), the non-inverting input of which is connected to the transistor collector and the first output of the working point setting resistor 3, and the inverting input of the op-amp is connected to the first terminal of the feedback resistor 6 and the first terminals of the first and second resistors (5 and 7) of the resistive divider. The second terminal of the feedback resistor is connected to the output of the operational amplifier, which is the output of the thermometer, the second terminal of the first resistor 5 resistor 5, the emitter of the transistor 1 and the negative terminal of the stabilized voltage source 9 are connected to the common wire 8, the second terminal of the second resistor divider 7 is connected to the positive the output of the stabilized voltage source 9 and the first output of the current-setting resistor 2, which is connected by its second output to the base of the transistor and the second output resistor 3 sets the operating point.

При прохождении постоянного стабильного тока, обеспечиваемого стабилизированным источником стабилизированного напряжения, через эмиттер температурного транзисторного датчика, напряжение на переходе зависит от температуры. Однако, изменение от температуры напряжения на переходе база-эмиттер вызывает такое же изменение напряжения на токозадающем резисторе при постоянном напряжении источника 9 стабилизированного напряжения и, следовательно, приводит к изменению тока через переход коллектор-эмиттер температурного датчика, то есть к нестабильности тока эмиттера, и к изменению напряжения коллектор-эмиттер, которое зависит от напряжения база-эмиттер и прикладывается к неинвертирующему входу ОУ, что снижает точность работы термометра.With the passage of a constant constant current provided by a stabilized source of stabilized voltage through the emitter of a temperature transistor sensor, the voltage at the junction depends on temperature. However, a change in temperature of the voltage at the base-emitter junction causes the same voltage variation at the current-sensing resistor at a constant voltage of the stabilized voltage source 9 and, therefore, leads to a change in current through the collector-emitter junction of the temperature sensor, i.e., instability of the emitter current, and to the collector-emitter voltage change, which depends on the base-emitter voltage and is applied to the non-inverting input of the op-amp, which reduces the accuracy of the thermometer.

Таким образом, главным недостатком этой схемы является то, что измеряемое для определения температуры прямое напряжение транзисторного датчика зависит от стабильности тока, проходящего через эмиттер транзистора и токозадающий резистор. Нестабильность прямого тока эмиттера транзистора приводит к дополнительной погрешности измерения температуры на выходе термометра.Thus, the main disadvantage of this circuit is that the forward voltage of the transistor sensor, measured to determine the temperature, depends on the stability of the current passing through the emitter of the transistor and the current-setting resistor. The instability of the direct current of the emitter of the transistor leads to an additional error in measuring the temperature at the thermometer output.

Техническим результатом, на достижение которого направлена полезная модель, является увеличение точности измерения температуры за счет повышения стабильности тока, протекающего через температурный датчик.The technical result, which the utility model aims to achieve, is to increase the accuracy of temperature measurement by increasing the stability of the current flowing through the temperature sensor.

Технический результат достигается за счет того, что в медицинский термометр, содержащий температурный датчик, представляющий собой транзистор типа n-p-n, операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с коллектором транзистора, инвертирующий вход соединен с первым выводом резистора обратной связи и первыми выводами первого и второго резисторов резистивного делителя, второй вывод резистора обратной связи соединен с выходом операционного усилителя, который является выходом термометра, второй вывод первого резистора резистивного делителя, эмиттер транзистора и отрицательный вывод источника стабилизированного напряжения соединены с общим проводом, второй вывод второго резистора резистивного делителя соединен с положительным выводом источника стабилизированного напряжения и первым выводом токозадающего резистора, который вторым своим выводом соединен с базой транзистора, введен компенсационный резистор, который первым своим выводом соединен со вторым выводом токозадающего резистора, а также с соединенными между собой базой и коллектором транзистора и неинвертирующим входом операционного усилителя, а вторым выводом с выходом операционного усилителя, при этом значение компенсационного резистора определяется по формуле R3=R2(KU-1), где R2 - значение токозадающего резистора, KU - коэффициент усиления неинвертирующего операционного усилителя с отрицательной обратной связью, определяемый по формуле KU=1+R6/(1/(1/R5+1/R7))The technical result is achieved due to the fact that in a medical thermometer containing a temperature sensor, which is an npn transistor, an operational amplifier, a non-inverting input of which is connected to the collector of the transistor, an inverting input is connected to the first output of the feedback resistor and the first conclusions of the first and second resistive resistors divider, the second output of the feedback resistor is connected to the output of the operational amplifier, which is the output of the thermometer, the second output of the first resistor is cut a positive divider, the emitter of the transistor and the negative terminal of the stabilized voltage source are connected to a common wire, the second terminal of the second resistor of the resistive divider is connected to the positive terminal of the stabilized voltage source and the first terminal of the current-setting resistor, which is connected to the base of the transistor by the second terminal, a compensation resistor is introduced, which is the first its output is connected to the second output of the current-setting resistor, as well as to the transistor interconnected by the base and collector and a non-inverting input of the operational amplifier and the second terminal with the output of the operational amplifier, wherein the compensation resistor value determined by the formula R3 = R2 (K U -1) , where R2 - voltage driving resistor value, K U - gain noninverting operational amplifier with negative feedback defined by the formula K U = 1 + R 6 / (1 / (1 / R 5 + 1 / R 7 ))

Полезная модель поясняется чертежами, представленными на фиг. 1 и 2. На фиг. 1 изображена схема прототипа, на фиг. 2 представлена схема заявляемого устройства.The utility model is illustrated by the drawings shown in FIG. 1 and 2. In FIG. 1 shows a diagram of a prototype, in FIG. 2 presents a diagram of the inventive device.

Заявляемое устройство (фиг. 2) содержит температурный датчик, представляющий собой транзистор 1 типа n-p-n, операционный усилитель 4 (ОУ), неинвертирующий вход которого соединен с коллектором и базой транзистора 1, вторым выводом токозадающего резистра 2 и первым выводом компенсационного резистора 3. Второй вывод компенсационного резистора 3 соединен с выходом операционного усилителя 4, который является выходом термометра. Инвертирующий вход операционного усилителя 4 соединен с первым выводом резистора 6 обратной связи и первыми выводами первого и второго резисторов (5 и 7 соответственно) резистивного делителя. При этом, второй вывод резистора 6 обратной связи соединен с выходом операционного усилителя 4, второй вывод первого резистора 5 резистивного делителя, эмиттер транзистора 1 и отрицательный вывод источника 9 стабилизированного напряжения соединены с общим проводом 8, а второй вывод второго резистора 7 резистивного делителя соединен с положительным выводом источника 9 стабилизированного напряжения и первым выводом токозадающего резистора 2.The inventive device (Fig. 2) contains a temperature sensor, which is a npn type transistor 1, an operational amplifier 4 (op amp), the non-inverting input of which is connected to the collector and the base of the transistor 1, the second output of the current-setting resistor 2 and the first output of the compensation resistor 3. The second output compensation resistor 3 is connected to the output of the operational amplifier 4, which is the output of the thermometer. The inverting input of the operational amplifier 4 is connected to the first terminal of the feedback resistor 6 and the first terminals of the first and second resistors (5 and 7, respectively) of the resistive divider. In this case, the second output of the feedback resistor 6 is connected to the output of the operational amplifier 4, the second output of the first resistor divider resistor 5, the emitter of the transistor 1 and the negative output of the stabilized voltage source 9 are connected to a common wire 8, and the second output of the second resistor divider 7 is connected to the positive terminal of the stabilized voltage source 9 and the first terminal of the current-setting resistor 2.

Источник стабильного напряжения соединен своим положительным выводом (длинная линия) с резисторами 2 и 7, а отрицательным выводом (короткая линия) с общим проводом 8.The stable voltage source is connected by its positive terminal (long line) with resistors 2 and 7, and a negative terminal (short line) with a common wire 8.

Включение в схему компенсационного резистора позволяет сформировать дополнительный компенсирующий ток из выходного напряжения операционного усилителя, которое представляет собой величину усиленного изменения напряжения, вызванного изменением температуры на переходе база-эмиттер температурного датчика. Компенсационный резистор обеспечивает автоматическую компенсацию изменений тока эмиттера, вызванных изменением температуры транзисторного датчика. Следовательно, обеспечивается стабильность тока, проходящего через температурный датчик, тем самым повышается точность измерения температуры. Величина компенсирующего тока определяется величиной компенсационного резистора, которая рассчитывается, исходя из условия стабильности тока эмиттера транзистора температурного датчика.The inclusion of a compensation resistor in the circuit allows the formation of an additional compensating current from the output voltage of the operational amplifier, which is the magnitude of the amplified voltage change caused by the temperature change at the base-emitter junction of the temperature sensor. A compensation resistor provides automatic compensation for changes in the emitter current caused by changes in the temperature of the transistor sensor. Therefore, the stability of the current passing through the temperature sensor is ensured, thereby increasing the accuracy of temperature measurement. The value of the compensating current is determined by the value of the compensation resistor, which is calculated based on the condition of stability of the emitter current of the temperature sensor transistor.

Диодное включение транзистора температурного датчика (база и коллектор транзистора соединены между собой) также позволяет исключить дополнительный источник погрешности медицинского термометра, поскольку в триодном включении транзистора его параметры, в частности, коэффициент усиления по току также зависит от температуры, что требует компенсации. При диодном включении транзистора влияние изменения коэффициента усиления по току значительно снижается, тем самым снижается нестабильность тока и погрешность из-за этой нестабильности.The diode switching on of the temperature sensor transistor (the base and the collector of the transistor are interconnected) also eliminates the additional error source of the medical thermometer, since in the triode switching on of the transistor its parameters, in particular, the current gain also depends on temperature, which requires compensation. When the diode turns on the transistor, the influence of changes in the current gain is significantly reduced, thereby reducing current instability and the error due to this instability.

Стабильность тока, проходящего через транзисторный температурный датчик в диодном включении и введенным компенсационным резистором, доказывается следующими расчетами.The stability of the current passing through the transistor temperature sensor in the diode inclusion and the introduced compensation resistor is proved by the following calculations.

Условием стабильности тока Iэ эмиттера транзисторного датчика температуры является отсутствие изменения тока Iэ при изменении температуры в ходе проведения измерений, то есть:The condition for the stability of the current I e emitter of the transistor temperature sensor is the absence of a change in current I e when the temperature changes during the measurement, that is:

Figure 00000002
Figure 00000002

где dIэ - разность значений тока эмиттера, вызванная изменением температуры в заданном диапазоне измеряемых температур.where dI e is the difference in the emitter current caused by a change in temperature in a given range of measured temperatures.

Figure 00000003
Figure 00000003

где I2 - ток через токозадающий резистор 2, а I3 - ток через компенсационный резистор 3.where I 2 is the current through the current-setting resistor 2, and I 3 is the current through the compensation resistor 3.

При этом напряжение на компенсационном резисторе 3:The voltage at the compensation resistor 3:

Figure 00000004
Figure 00000004

где Uвых - напряжение на выходе термометра и Uбэ - напряжение база-эмиттер транзисторного температурного датчика,where U o - voltage at the output of the thermometer and U BE - voltage base-emitter of the transistor temperature sensor,

а напряжение на токозадающем резисторе 2:and the voltage on the current-setting resistor 2:

Figure 00000005
Figure 00000005

Очевидно, что:It's obvious that:

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

где R2 - значение токозадающего резистора 2, а R3 - значение компенсационного резистора 3.where R 2 is the value of the current-setting resistor 2, and R 3 is the value of the compensation resistor 3.

С учетом выражений (3), (4), (5), (6), выражение (2), определяющее значение тока эмиттера, преобразуется к виду:Given the expressions (3), (4), (5), (6), expression (2), which determines the value of the emitter current, is converted to:

Figure 00000008
Figure 00000008

Тогда величина разности значений токов, вызванная изменением температуры в заданном диапазоне измеряемых температур, будет определяться как:Then the magnitude of the difference in the values of the currents caused by a change in temperature in a given range of measured temperatures will be determined as:

Figure 00000009
Figure 00000009

где dUбэ - разность значений напряжений на переходе база-эмиттер, вызванная изменением температуры в заданном диапазоне измеряемых температур, dUвых - разность значений выходных напряжений, вызванная изменением температуры в заданном диапазоне температур, dUпит - разность значений напряжений питания, вызванная изменением температуры в заданном диапазоне измеряемых температур.where dU BE is the difference in voltage values at the base-emitter junction caused by a temperature change in a given range of measured temperatures, dU out is a difference in output voltage values caused by a temperature change in a given temperature range, dU pit is a difference in supply voltage values caused by a temperature change in given range of measured temperatures.

Поскольку в схеме используется источник стабилизированного напряжения, не зависящий от температуры, то dUпит=0, тогда выражение (8) принимает вид:Since the circuit uses a stabilized voltage source that is independent of temperature, dU pit = 0, then expression (8) takes the form:

Figure 00000010
Figure 00000010

С учетом выражения (1) имеем:Given the expression (1) we have:

Figure 00000011
Figure 00000011

Так как:As:

Figure 00000012
Figure 00000012

то выражение (10) будет иметь вид:then expression (10) will look like:

Figure 00000013
Figure 00000013

где KU - коэффициент усиления неинвертирующего операционного усилителя с отрицательной обратной связью, который задается с помощью резистора 6 обратной связи и входящего в цепочку обратной связи операционного усилителя 4 резистивного делителя (резисторы 5 и 7), формирующего на инвертирующем входе операционного усилителя 4 напряжение, равное напряжению база-эмиттер при минимальной температуре заданного диапазона измеряемых температур, и рассчитывается по формуле:where K U is the gain of the non-inverting operational amplifier with negative feedback, which is set using the feedback resistor 6 and a resistive divider (resistors 5 and 7) included in the feedback chain of the operational amplifier 4 (forming resistors 5 and 7), which generates a voltage equal to base-emitter voltage at a minimum temperature of a given range of measured temperatures, and is calculated by the formula:

Figure 00000014
Figure 00000014

где R5, R7 - значения соответственно первого и второго резисторов 5 и 7 резистивного делителя в цепочке обратной связи операционного усилителя, а R6 - значение резистора 6 обратной связи.where R5, R7 are the values of the first and second resistors 5 and 7 of the resistive divider in the feedback loop of the operational amplifier, respectively, and R6 is the value of the feedback resistor 6.

Таким образом, условие стабильности тока эмиттера (p-n-перехода), определяемое выражением (1), соблюдается при включении компенсационного резистора 3, значение сопротивления которого рассчитывается по формуле, вытекающей из выражения (12):Thus, the condition for the stability of the emitter current (pn junction), defined by expression (1), is met when the compensation resistor 3 is turned on, the resistance value of which is calculated by the formula following from expression (12):

Figure 00000015
Figure 00000015

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

От источника 9 стабилизированного напряжения через токозадающий резистор 2 ток поступает на переход база-эмиттер транзистора 1. Проходящий через транзистор 1 ток образует прямое напряжение на переходе база-эмиттер. Это напряжение прикладывается к неинвертирующему входу операционного усилителя 4. К инвертирующему входу операционного усилителя 4 прикладывается напряжение, создаваемое на резистивном делителе (резисторы 5 и 7) в цепочке обратной связи операционного усилителя и равное напряжению перехода база-эмиттер при минимальной температуре заданного диапазона измеряемых температур. При изменении температуры изменяется напряжение перехода база-эмиттер, подаваемое на неинвертирующий вход операционного усилителя 4. На выходе операционного усилителя 4 появляется выходное напряжение, соответствующее изменению от температуры напряжения перехода база-эмиттер и усиленное в соответствии с коэффициентом усиления операционного усилителя 4, которое и определяет величину температуры. Коэффициент усиления операционного усилителя 4 устанавливается при помощи резистора 6 обратной связи. Изменяющееся от температуры выходное напряжение операционного усилителя 4 вызывает соответствующие изменения напряжения на токозадающем резисторе 2, это приводит к изменению тока через токозадающий резистор 2, а следовательно и тока эмиттера транзистора 1. Для компенсации изменений тока через эмиттер и исключения его нестабильности выходное напряжение операционного усилителя 4 подается на компенсационный резистор 3, значение которого определяется в соответствии с выражениями (14) и (13), что позволяет сформировать компенсирующий ток необходимой величины.From the stabilized voltage source 9, a current is supplied to the base-emitter junction of the transistor 1 through a current-setting resistor 2. The current passing through the transistor 1 forms a direct voltage at the base-emitter junction. This voltage is applied to the non-inverting input of the operational amplifier 4. A voltage is applied to the inverting input of the operational amplifier 4, which is generated by the resistive divider (resistors 5 and 7) in the feedback loop of the operational amplifier and is equal to the base-emitter junction voltage at a minimum temperature of a given range of measured temperatures. When the temperature changes, the base-emitter junction voltage changes, supplied to the non-inverting input of the operational amplifier 4. An output voltage appears at the output of the operational amplifier 4, which corresponds to the change in temperature of the base-emitter junction voltage and amplified in accordance with the gain of the operational amplifier 4, which determines value of temperature. The gain of the operational amplifier 4 is set using the feedback resistor 6. The temperature-varying output voltage of the operational amplifier 4 causes corresponding changes in the voltage at the current-sensing resistor 2, this leads to a change in the current through the current-sensing resistor 2, and therefore the emitter current of the transistor 1. To compensate for changes in the current through the emitter and eliminate its instability, the output voltage of the operational amplifier 4 fed to the compensation resistor 3, the value of which is determined in accordance with expressions (14) and (13), which allows the formation of a compensating current required required value.

Таким образом при диодном включении транзисторного температурного датчика и введении компенсационного резистора, значение которого определяется с помощью выражений (14) и (13), формируется компенсационный ток необходимой величины, обеспечивающий стабильность тока через транзисторный температурный датчик и тем самым исключающий дополнительную погрешность термометра, вызываемую изменением температуры на p-n-переходе датчика в заданном диапазоне измеряемых температур от 20°C до 40°C.Thus, when the transistor temperature sensor is diode-turned on and a compensation resistor is introduced, the value of which is determined using expressions (14) and (13), a compensation current of the required value is formed, which ensures current stability through the transistor temperature sensor and thereby eliminating the additional error of the thermometer caused by the change temperature at the pn junction of the sensor in a given range of measured temperatures from 20 ° C to 40 ° C.

Claims (1)

Медицинский термометр, содержащий температурный датчик, представляющий собой транзистор типа n-p-n, операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с коллектором транзистора, инвертирующий вход соединен с первым выводом резистора обратной связи и первыми выводами первого и второго резисторов резистивного делителя, второй вывод резистора обратной связи соединен с выходом операционного усилителя, который является выходом термометра, второй вывод первого резистора резистивного делителя, эмиттер транзистора и отрицательный вывод источника стабилизированного напряжения соединены с общим проводом, второй вывод второго резистора резистивного делителя соединен с положительным выводом источника стабилизированного напряжения и первым выводом токозадающего резистора, который вторым своим выводом соединен с базой транзистора, отличающийся тем, что введен компенсационный резистор, который первым своим выводом соединен со вторым выводом токозадающего резистора, с соединенными между собой базой и коллектором транзистора и неинвертирующим входом операционного усилителя, а вторым выводом с выходом операционного усилителя, при этом значение компенсационного резистора определяется по формуле R3=R2·(Ku-1), где R2 - значение токозадающего резистора, Ku - коэффициент усиления неинвертирующего операционного усилителя с отрицательной обратной связью.
Figure 00000001
A medical thermometer containing a temperature sensor, which is an npn type transistor, an operational amplifier whose non-inverting input is connected to the collector of the transistor, the inverting input is connected to the first output of the feedback resistor and the first conclusions of the first and second resistor divider resistors, the second output of the feedback resistor is connected to the output of the operational amplifier, which is the output of the thermometer, the second output of the first resistor of the resistive divider, the emitter of the transistor and negative the first output of the stabilized voltage source is connected to a common wire, the second output of the second resistor of the resistive divider is connected to the positive output of the stabilized voltage source and the first output of the current-setting resistor, which is connected to the base of the transistor by the second, characterized in that a compensation resistor is introduced, which is its first output connected to the second output of the current-setting resistor, with interconnected base and collector of the transistor and non-inverting input th amplifier, and the second output with the output of the operational amplifier, while the value of the compensation resistor is determined by the formula R3 = R2 · (Ku-1), where R2 is the value of the current-setting resistor, Ku is the gain of the non-inverting operational amplifier with negative feedback.
Figure 00000001
RU2014118326/14U 2014-05-06 2014-05-06 MEDICAL THERMOMETER RU147683U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014118326/14U RU147683U1 (en) 2014-05-06 2014-05-06 MEDICAL THERMOMETER

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014118326/14U RU147683U1 (en) 2014-05-06 2014-05-06 MEDICAL THERMOMETER

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU147683U1 true RU147683U1 (en) 2014-11-20

Family

ID=53384800

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014118326/14U RU147683U1 (en) 2014-05-06 2014-05-06 MEDICAL THERMOMETER

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU147683U1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU170297U1 (en) * 2015-05-14 2017-04-19 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение " Институт экспериментальной медицины" (ФГБНУ " ИЭМ") MEDICAL ELECTRONIC THERMOMETER WITH DIODE SENSOR
RU2674558C1 (en) * 2018-01-15 2018-12-11 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Medium temperature meter
RU216349U1 (en) * 2022-09-16 2023-01-31 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Ретон" TEMPERATURE CONTROL DEVICE OF PIEZOELECTRIC EMITTER

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU170297U1 (en) * 2015-05-14 2017-04-19 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение " Институт экспериментальной медицины" (ФГБНУ " ИЭМ") MEDICAL ELECTRONIC THERMOMETER WITH DIODE SENSOR
RU2674558C1 (en) * 2018-01-15 2018-12-11 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Medium temperature meter
RU216349U1 (en) * 2022-09-16 2023-01-31 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Ретон" TEMPERATURE CONTROL DEVICE OF PIEZOELECTRIC EMITTER

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101931211B (en) Overheat protection circuit and power supply integrated circuit
US11125627B2 (en) Device and method for determining a temperature or a temperature-dependent value usable for determining the temperature, temperature sensor, pressure sensor and combination sensor
US20130325391A1 (en) Circuit and method for sensing temperature
KR100766379B1 (en) Temperature Sensing Circuit in Semiconductor Memory Device
CN107255529A (en) A kind of temperature sensors of high precision
RU147683U1 (en) MEDICAL THERMOMETER
JPH09105681A (en) Temperature measurement circuit
KR20150122911A (en) CMOS temperature sensor and temperature measuring method of the same
JP2015105852A (en) Diode thermometer
RU170297U1 (en) MEDICAL ELECTRONIC THERMOMETER WITH DIODE SENSOR
Pertijs et al. Voltage calibration of smart temperature sensors
CN215952797U (en) Temperature measurement circuit with temperature compensation
RU2451913C1 (en) Temperature measuring device
JP2024092075A (en) Temperature Sensor
CN217358783U (en) A two-wire thermocouple temperature transmitter with cold junction temperature compensation
CN214583317U (en) A high-precision physical quantity measuring device
US20240255357A1 (en) Temperature sensor device
TWI378226B (en) Temperature measuring system and measuring method using the same
SU1046624A1 (en) Temperature pickup
SU345375A1 (en)
CN101334321A (en) Transistor circuit for estimating component parameter error and temperature sensing device using the same
JPH0530185Y2 (en)
RU2480719C1 (en) Converter of temperature into voltage
SU249467A1 (en) DEVICE FOR MEASURING THE TENSION OF THE MAGNETIC FIELD
RU150U1 (en) Device for converting temperature to voltage

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20200507