專利名稱：靈敏度一致化的pn結(jié)溫度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于溫度傳感技術(shù)，可用于－100～700℃范圍測(cè)溫。
中國(guó)實(shí)用新型專利公開(kāi)了一種靈敏度一致化PN結(jié)溫度傳感器(授權(quán)號(hào)87209620)是將PN結(jié)溫度敏感元件作為一橋臂接入測(cè)量橋路中，在此橋路中串一恒流管恒流，另一橋路也串一恒流管來(lái)穩(wěn)定零點(diǎn)參考電壓，并且串一由電阻和二極管并聯(lián)支路來(lái)補(bǔ)償恒流二極管的溫度漂移。但其缺點(diǎn)是①零參考信號(hào)的電平的穩(wěn)定性是依賴電阻與二極管并聯(lián)的選配，選配時(shí)需要特定設(shè)備恒溫箱，故而加大成本，不利于工業(yè)化生產(chǎn)；②由于補(bǔ)償二極管的特性和恒流管特性之間差別很大，因此，每只傳感器都需要調(diào)試，也不利于批量生產(chǎn)。
本實(shí)用新型的目的是為了克服上述缺點(diǎn)而提供一種不受環(huán)境溫度影響的靈敏度一致化的溫度傳感器。
本實(shí)用新型的特征是測(cè)量電橋是由PN結(jié)溫度敏感元件Dc和電阻R2、R3、R4及電位器W1組成；測(cè)量電橋和電源E之間增加一恒壓電路，恒壓電路由3DJ型場(chǎng)效應(yīng)管和電阻R1組成。
其工作原理是電阻R1的作用是把場(chǎng)效應(yīng)管的漏源極電流IDS限制在一定范圍內(nèi)，使得3DJ型場(chǎng)效應(yīng)管的工作處于零溫度系數(shù)工作點(diǎn)附近，從而有效地保證整個(gè)電路不受環(huán)境溫度影響，減少溫漂，這樣在調(diào)試工作中只需要選擇電阻R1，且一旦選定就不需要改變，從而節(jié)省設(shè)備，減少工藝環(huán)節(jié)，有利于大批量生產(chǎn)。同時(shí)3DJ型場(chǎng)效應(yīng)管的負(fù)反饋?zhàn)饔?，?dāng)源極電壓Vs(對(duì)地、下同)升高時(shí)，柵極電壓VG不變(VG＝0)，所以柵、源極電壓差VGS的絕對(duì)值增加，從而漏極電流IDS減少，結(jié)果源極電壓VS下降。這種負(fù)反饋?zhàn)饔檬沟脴蚵穬啥穗妷罕３趾愣?，從而保證零參考電平信號(hào)穩(wěn)定，減少溫漂，同時(shí)也使溫度敏感元件DC在寬動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)有較好的變換線性。這種負(fù)反饋?zhàn)饔靡彩沟秒娐冯娫碋在較大的范圍波動(dòng)時(shí)(5.2V～6.7V)傳感器測(cè)量精度不受影響。
附圖
為本實(shí)用新型典型線路圖。
圖中E為電源，1、2、3、4間的四端網(wǎng)路為測(cè)量電橋，1、4、7間恒壓電路中3DJ型場(chǎng)效應(yīng)管的漏極D接電源E正極，柵極G接電源E負(fù)極，源極S和柵極G之間并接電阻R1，電阻R1兩端1、4作為恒壓輸出接橋路1、4端，作為橋路電壓；從而保證零參考點(diǎn)3有穩(wěn)定的零參考電平及溫度敏感元件DC在寬動(dòng)態(tài)阻抗范圍內(nèi)有較好的變換線性2、4兩端為溫度敏感電壓信號(hào)輸出端，DC為PN結(jié)溫度敏感元件，A為差分比例(負(fù))放大器，PN結(jié)溫度敏感元件DC通過(guò)屏蔽線接入2、4中作一橋臂，DC負(fù)極接恒壓輸出負(fù)極，正極接端點(diǎn)2；1、2兩端點(diǎn)中串接電阻R2作一橋臂，另兩支橋臂1、3和3、4中串接電阻R3和R4及電阻器W1，2、3兩端點(diǎn)輸出信號(hào)經(jīng)差分比例(負(fù))放大器A，可將2～3mV／℃信號(hào)變換為1mV／℃歸一化靈敏度信號(hào)由5、6端輸出，接數(shù)字電壓表，即可按1mV／℃的比例直接讀出被測(cè)溫度。
按附圖線路做出的樣機(jī)實(shí)測(cè)性能為測(cè)量范圍－100～700℃，一致化靈敏度1mV／℃，線性度0.5％，遠(yuǎn)傳500米，環(huán)境溫升70℃，漂移量小于1℃，電源6V(9V、15V)，連續(xù)開(kāi)機(jī)100小時(shí)，漂移小于1.5℃，綜合誤差小于1％。
本實(shí)用新型由于不需對(duì)每一傳感器都進(jìn)行調(diào)試，因此可降低成本，有利于批量生產(chǎn)，且不受環(huán)境溫度影響的靈敏度一致化的溫度傳感器。
權(quán)利要求1.一種靈敏度一致化的PN結(jié)溫度傳感器、由測(cè)量橋路和差分放大器A組成，測(cè)量電橋由PN結(jié)感溫元件Dc和R2、R3、R4以及電位器W1組成。其特征是在測(cè)量電橋和電源E之間接有一恒壓電路，恒壓電路由3DJ型場(chǎng)效應(yīng)管和電阻R1組成。
2.按照權(quán)利要求1所述的靈敏度一致化的PN結(jié)溫度傳感器，其特征是所說(shuō)的3DJ型場(chǎng)效應(yīng)管的漏極D接電源E正極，柵極G接電源E的負(fù)極，源極S和柵極G之間并接電阻R1，電阻R1兩端為恒壓輸出接橋路1、4為橋路電壓。
專利摘要一種靈敏度一致化的PN結(jié)溫度傳感器，由測(cè)量電橋和差分放大器組成。在測(cè)量電橋和電源之間接有一恒壓電路，以保證不需對(duì)每一傳感器都進(jìn)行調(diào)試，從而可降低成本，有利于批量生產(chǎn)，且不受環(huán)境溫度影響的靈敏度一致化的溫度傳感器。本實(shí)用新型測(cè)量范圍為-100～700℃；一致化靈敏度為1mV/℃；環(huán)境溫升70℃，漂移量小于1℃；連續(xù)開(kāi)機(jī)100小時(shí)，漂移小于1.5℃。
文檔編號(hào)G01K7/24GK2042194SQ8822031
公開(kāi)日1989年8月2日 申請(qǐng)日期1988年11月25日 優(yōu)先權(quán)日1988年11月25日
發(fā)明者任衛(wèi)紅 申請(qǐng)人:湖北省襄樊市機(jī)電研究所