170918. lajstromszámú szabadalom • Hőmérséklet kompenzált félvezetős piezorezisztiv elektromechanikai átalakító
3 170918 4 ahol „a" — a piezorezisztív érzékelő elem ellenállásának hőmérsékletfüggési tényezője. Az új zérushely bevitele következtében a mérési hiba már nem monoton növekedő. Ujabb zérushelyek bevitelével a helyzet tovább javítható. Hőmérsékletfüggő áramgenerátorral táplálva az átalakító kimenőfeszültségének hőmérsékleti hibája: Ul-Uo Uo • = /a + b - c/t - [/a + b/c - ab]t2 - abct 3 ahol „b" — az áramgenerátor áramának hőmérsékletfüggési tényezője. A „b" paraméter alkalmas megválasztásával a szóbanforgó hőmérséklettartományban a mérési hiba minimálissá, tehető. A találmány olyan piezorezisztív elektromechanikai átalakító, aminek kimenő feszültsége hőmérsékletváltozás következtében fellépő változását azáltal kompenzáljuk, hogy az átalakító piezorezisztív érzékelő elemét az abban, vagy annak közvetlen közelében elrendezett hőmérsékletérzékelő tranzisztor emitter-bázis feszültségéből levezetett hőmérsékletfüggő feszültséggel vezérelt áramgenerátor táplálja. A találmány további részleteit a rajz alapján ismertetjük, a találmány lényegét képező, a hőmérsékletérzékelő tranzisztor emitter-bázis feszültségéből levezetett hőmérsékletfüggő feszültségforrás részletezésével. A 2 hőmérsékletfüggő feszültségforrás a félvezetős piezorezisztív érzékelő elemben, vagy annak közvetlen közelében elrendezett T hőmérsékletérzékelő tranzisztorból, annak kollektora és bázisa közé kapcsolt RÍ ellenállásból, az emittere és bázisa közé kapcsolt R2 ellenállásból, ül. az emitter és a test közé kapcsolt R3 ellenállásból áll. A tranzisztor UEB emitter-bázis feszültsége a hőmérséklet növekedésével 2,3 mV/C°-al csökken. Ennek megfelelően a T tranzisztor UC g kollektor-emitter feszültsége R1 + R2 -2,3 mV/C° R2 hőmérsékletfüggéssel rendelkezik, míg az UE emitter feszültség, a 2 hőmérsékletfüggő feszültségforrás kimenőfeszültsége a hőmérséklet növekedésével R1+R2 +2,3 mVC°-al nő. R2 Az RÍ és R2 ellenállások értékének alkalmas megválasztásával a 3 egyen- vagy váltakozóáramú áramgenerátort vezérlő feszültség hőmérsékletfüggése tetszőleges értékre beállítható. 5 A félvezetős piezorezisztív érzékelő elemet tápláló áramgenerátor hőmérsékletfüggésének tapasztalati úton, vagy számítással történő beállításával elérhető, hogy az átalakító kimenőfeszültségének hőmérsékletingadozás miatt fellépő hibája széles 10 hőmérséklettartományban közel zérus legyen. A találmány szerinti félvezetős piezorezisztív elektromechanikai átalakító működésmódja a következő: 15 Az 1 stabilizált feszültségforrás biztosítja a T hőmérsékletérzékelő tranzisztor kollektorfeszültségét. A hőmérséklet növekedésével csökken a T tranzisztor emitterbázis feszültsége, és ennek következtében az RÍ és R2 ellenállások arányának meg-20 felelően a koUektor-emitter feszültség is. Mivel a T tranzisztor kollektorfeszültsége állandó, az emitterfeszültség, a 2 hőmérsékletfüggő* feszültségforrás kimenőfeszültsége viszont növekszik. Ez a hőmérséklettel változó feszültség vezérli a 25 3 áramgenerátort, aminek kimenő árama így a hőmérséklettől függően változik. A hőmérséklet növekedésével a 4 piezorezisztív érzékelő elem kimenőfeszültsége a hőmérséklettől 30 függetlenül állandó tápáram alkalmazása esetén csökkenne, de a hőmérséklet növekedésével növekvő tápáram kompenzálja az érzékelő elem érzékenysége csökkenéséből származó kimenőfeszültség csökkenést. A 4 piezorezisztív érzékelő elem 35 kimenőfeszültségét az 5 erősítő ill. illeszti a mérőegységhez ill. szabályzó rendszerhez. Szabadalmi igénypontok: 40 Félvezetős piezorezisztív elektromechanikai átalakító, amelynek egyenáramú stabilizált feszültségforrása (1), hőmérsékletfüggő egyenáramú feszültségforrása (2), ezzel vezérelt áramgenerátora (3), félvezetős piezorezisztív érzékelő eleme (4), vala-45 mint célszerűen erősítője van (5), azzal jellemezve, hogy a hőmérsékletfüggő egyenáramú feszültségforrás (2) a félvezetős piezorezisztív érzékelő elemben (4), vagy annak közvetlen közelében elrendezett tranzisztorból (T), annak kollektora és bá-50 zisa közé kapcsolt első ellenállásból (RÍ), a bázisa és emittere közé kapcsolt második ellenállásból (R2), továbbá az emittere és a test közé kapcsolt harmadik ellenállásból (R3) áll, kimeneti pontja pedig, a tranzisztor (T) emittere, az áramgenerátor 55 (3) vezérelt bemenetére csatlakozik. 1 rajz, 1 ábra A kiadásért felel: a Közgazdasági és Jogi Könyvkiadó igazgatója 784374 - Zrínyi Nyomda 2
