АВТОГЕНЕРАТОРНІ ПАРАМЕТРИЧНІ СЕНСОРИ ТИСКУ

Анотація

Запропоновано автогенераторні параметричні сенсори тиску на основі транзисторних мікроелектронних структур з від’ємним диференційним опором з первинними тензочутливими резистором і діодом, при чому первинні тензочутливі елементи є активними елементами схеми автогенератора, що спрощує конструкцію сенсорів тиску. Запропоновано також замінити пасивну індуктивність коливального контуру автогенератора на активний індуктивний елемент на основі транзистора з фазозсуваючим RC-колом, що дає можливість розширити діапазон регулювання вихідної частоти, а також повністю виготовляти сенсори тиску за мікроелектронною технологією. Виходячи з розгляду фізичних процесів у первинних тензочутливих елементах і автогенераторах, розроблено математичні моделі сенсорів тиску на основі яких отримано параметричні залежності функцій перетворення і чутливості. Показано, що основний внесок у зміні функції перетворення вносить зміна тиску. Це викликає зміну еквівалентної ємності та від’ємного диференційного опору коливальної системи автогенераторів сенсорів, що у свою чергу, змінює вихідну частоту пристроїв. Чутливість сенсорів тиску змінюється від 0,365 кГц/кПа до 2,45 кГц/кПа  при зміні тиску від 0 кПа до 2050 кПа. Отримані параметричні залежності функцій перетворення сенсорів тиску показують можливість значно простіше розраховувати основні характеристики сенсорів і наочно показують вплив кожного параметра первинних перетворювачів і параметрів автогенератора на вихідну частоту сенсорів у порівнянні з розрахунками функцій перетворення  на основі рівнянь Кірхгофа. У сенсорах тиску з частотним виходом не потрібні аналого-цифрові перетворювачі та підсилювальні пристрої при подальшій обробці інформаційних сигналів, що здешевлює інформаційно-вимірювальну апаратуру, окрім того можлива передача інформації на відстань при роботі сенсорів у надвисоких частотах.