Датчик давления с емкостным преобразователем.

Электронная схема датчика давления может быть выполнена с частотным выходом по схеме несимметричного мультивибратора (рис. 12.69).

В качестве чувствительного элемента используется емкость С, состоящая из кремниевой мембраны М и неподвижного электрода, выполненного на подложке Я. Емкостно-резисторная R—C цепочка является времязадающей для работы операционного усилителя ОУ. При изменении давления р на мембрану М расстояние между ней и подложкой Я изменяется — меняется и электрическая емкость С.

Принципиальная схема термоаиемометра постоянной температуры

Рис. 12.68. Принципиальная схема термоаиемометра постоянной температуры

Генераторная схема датчика давления

Рис. 12.69. Генераторная схема датчика давления

Установившееся значение частоты колебаний генератора на ОУ1

где С—измерительная емкость преобразователя перемещений.

Транзистор Г/, включенный по схеме эммитерного повторителя, предназначен для усиления выходного сигнала по току.

Гигрометр на полевом эффекте.

Диэлектрическая проницаемость смеси газов теоретически может быть вычислена по известным диэлектрическим проницаемостям компонентов и массовым долям газов, входящих в состав смеси:

где С/, Gj— соответственно диэлектрическая проницаемость и массовая доля вещества, входящего в состав смеси; е — диэлектрическая проницаемость смеси веществ.

Конструктивно чувствительный элемент датчика влажности выполнен в виде резистора Rk из проводящего кремния. Этот резистор представляет собой полевой транзистор (МОП-резистор), имеющий электрода стока и истока (позиции 4 и 5 на рис. 12.70, а) и пористый электрод затвора 2, необходимый для проникновения в него влажного воздуха среды.

На рис. 12.70, б приведена принципиальная схема электронного преобразователя, реализующая зависимость выходного сигнала от диэлектрической проницаемости резистора Rk. Управляемое влажностью сопротивление Rk включено в обратную связь на ОУ1.

В зависимости от влажности воздуха, находящегося в промежутке между двумя электродами 4 и 5 и пористым электродом 2 (см. рис. 12.70, а)у диэлектрическая проницаемость и проводимость МОП-резистора Rk будут изменяться. При постоянном R отношение R/Rk определяет потенциал на выходе 0У1, который управляет выходным напряжением на ОУ2:

где ?/оп — опорное напряжение ОУ и екр — соответственно постоянные

значения диэлектрической проницаемости сухого воздуха, воды без примесей и окиси кремния.

При соответствующем выборе параметров схемы зависимость выходного сигнала датчика от влажности выглядит следующим образом:

где К— крутизна статической характеристики датчика; К= ?/on)/(eKp Свом)-

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >