[实用新型]用于测控温的PN结传感器

说明书

本实用新型涉及一种用于测控温的PN结传感器。属于温度测量元件，特别适于－50～180℃范围内的液、气体介质的测控温使用。

以往用于测控温的传感器，如各类热处理电炉上普遍采用热电偶作为传感器；也有的场合使用热敏电阻、铂电阻；还有用电接点温度计作为对液、气体介质进行控温时的传感器，上述传感器都不同程度的有测温精度较低、响应速度慢、线性差等缺点，也有的因其造价比较高而影响其推广使用。

本实用新型的目的在于利用晶体管的PN结正偏压值随介质温度变化而相应变化的原理提供一种结构简单、测控温准确、响应速度快、线性好、造价低的PN结传感器。

本实用新型的目的是通过如下的技术方案来实现的，是由传感器和内装有测控温控制电路板的温度控制器组成，所述的传感器包括传感器壳体、三极管的PN结芯装于传感器壳体前端的测温探头内，PN结的两个脚以导线穿过装于传感器壳体尾端的密封橡胶帽盖与测控温控制电路的偏差电桥的一个桥臂相连；所述的测控温控制电路包括偏差电桥、放大、定值比较、调节驱动和显示转换电路组成。

本实用新型与现有技术相比，并通过样机测控温证明在其所适用的范围内，有测、控温精度高、响应时间快、成本低具有良好的线性等优点，同时实施容易，利于推广应用。

图1是传感器的主视结构和控制器的外形结构示意图。

图2是本实用新型的测控温原理方框图。

图3是本实用新型测控温的控制电路原理图。

图4是本实用新型的电源的电路原理图。

图5控制对象是电加热时的负载电路图。

图6是定值报警电路图。

图7是V－T特性曲线图。

本实用新型的实施例结合附图加以描述，传感器壳体5用不锈钢管材经加工而成，以不锈钢薄板经冲压成型的测温探头2通过玻璃钢的隔热套4装在传感器壳体5的前端，三极管的PN结芯1装于其内的定位塞上，PN结的两个脚3穿过定位塞伸进传感器壳体5的内腔，以导线7穿过装于传感器壳体5尾端的密封橡胶帽盖6与测控温的控制电路的偏差电桥的一个桥臂相连；温度控制器外壳的面板上设有温度值数字显示9、温度控制调节旋钮8、电源开关11、工作指示灯10、一侧面设有电源连线12和与控制对象的连线13，其内装有包括偏差电桥、放大器、定值比较、调节驱动、显示转换和定值报警电路的测控温控制电路板。其PN结作为电桥一个桥臂，使PN结的V_be正偏压保证工作电压0.7V，桥臂元件采用具有温度补偿的电阻。

本实用新型能对－50～180℃的气、液体介质系统的温度进行监测、报警并加以数字显示，使用时先将用标准的标定方法标定好的PN结传感器的测温探头2置于被监测的介质中，若该系统是电加热则将接控制对象的导线13与负载R_L相接如图6所示，然后开始测温或监测，PN结受介质温度变化，产生mV信号模拟量，该模拟量经偏差电桥检测出偏差值再送入放大器放大为定值量，通过定值比较器与给定值比较，与此同时将该定值量送入温度显示转换器给出的数值即为被检测系统此时介质的温度；若通过定值比较器的检测值小于给定值时，定值比较器输出为“1”，高电平，此时该系统维持原工作状态；若大于或等于给定值时，定值比较器输出为“0”，低电平，此时该低电平信号被送入调节驱动器，调节驱动器停止系统工作，与此同时定值比较器将比较后的输出信号送入定值报警器，对所监控的温度值进行声光报警。