Блок з датчиком потоку для виявлення потоку текучого середовища в системі утворення аерозолю та спосіб приведення його в дію

Реферат: Заявлений блок з датчиком потоку для виявлення потоку текучого середовища, який вказує на виконання затягування у системі утворення аерозолю. Блок з датчиком має коло датчика, яке включає в себе чутливий резистор та вихід напруги. Чутливий резистор призначений для виявлення потоку текучого середовища, виходячи зі змінювання опору. Коло датчика побудоване так, що змінювання опору чутливого резистора спричинює змінювання у виході напруги. Блок з датчиком додатково має генератор сигналу, призначений для подавання імпульсного керуючого сигналу на коло датчика для живлення кола датчика. Живлення подається на коло датчика, коли імпульсний керуючий сигнал має високий рівень, та живлення не подається, коли імпульсний керуючий сигнал має низький рівень. Блок з датчиком призначений для функціонування у першому режимі, у якому затягування не є очікуваним або виявленим, а імпульсний керуючий сигнал має першу частоту, та у другому режимі, у якому затягування є очікуваним або виявленим, а імпульсний керуючий сигнал має другу частоту, більшу за першу частоту. UA 100068 C2 (12) UA 100068 C2 UA 100068 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Цей винахід має відношення до блока з датчиком потоку. Зокрема, але не виключно, цей винахід має відношення до блока з датчиком потоку для системи утворення аерозолю. Зокрема, цей винахід має застосування як блок з датчиком потоку для курильної системи, наприклад, електрично нагрівної курильної системи. У багатьох відомих документах, наприклад, US-A-5 060 671, US-A-5 388 594, US-A-5 505 214, US-A-5 591 368, WO-A-2004/043175, ЕР-А-0 358 002, ЕР-А-0 295 122, ЕР-А-1 618 803, ЕР-А1 736 065 та WO-A-2007/131449, описані електричні курильні системи, які мають ряд переваг. Одна із цих переваг полягає у тому, що вони суттєво зменшують побічний струмінь диму, у той самий час дозволяючи курцеві за бажанням тимчасово припиняти та відновлювати куріння. Відомі системи утворення аерозолю можуть включати в себе аерозолетвірний субстрат, один або декілька нагрівальних елементів для нагрівання згаданого субстрату для утворення аерозолю та джерело живлення для подавання енергії на один або декілька нагрівальних елементів. Відомі системи утворення аерозолю можуть подавати імпульс енергії на нагрівник для забезпечення діапазону температур, потрібного для роботи та для вивільнення летких сполук із кожним затягуванням. Багато відомих систем утворення аерозолю включають в себе датчик потоку для виявлення потоку текучого середовища (наприклад, потоку повітря або потоку аерозолю) у цій системі утворення аерозолю. Такий датчик може здійснювати важливу функцію в керуванні подаванням аерозолю. Коли датчик потоку виявляє потік повітря, який вказує на наявність просмоктування, спричиненого споживачем під час затягування, приводиться у дію механізм утворення аерозолю, який може включати в себе нагрівальний елемент чи елементи або розпилювач будь-якого виду для надання аерозолю для цього затягування. Датчик потоку може бути пасивним (тобто механічним) датчиком або активним датчиком. Пасивні датчики, як правило, включають в себе рухому мембрану та електричний контакт. Потік повітря, утворений споживачем шляхом всмоктування повітря, пересуває мембрану так, що вона торкається електричного контакту, який приводить у дію механізм утворення аерозолю. Доки потік повітря достатньо сильний для підтримання цього відхилення мембрани, механізм утворення аерозолю залишається приведеним у дію. До переваг пасивного датчика належать простота конструкції, результатом якої є низька собівартість, та незначне споживання енергії. Дія активних датчиків часто побудована на втраті тепла в результаті руху потоку текучого середовища. Активний датчик цього виду часто називають термоанемометром. Датчик включає в себе резистор, нагрітий до підвищеної температури. Коли резистор охолоджується потоком, спричинене цим потоком зменшення температури для визначеної енергії, яка подається, або збільшення енергії, необхідне для підтримування визначеної температури, показує швидкість потоку повітря. Резистор, як правило, виготовлений на основі напівпровідникових мікроелектромеханічних систем (МЕМС). Перевагами активного датчика є те, що втрати тепла пропорційні швидкості потоку, і такий датчик може бути застосований для отримання інформації щодо характеристик затягування. Крім того, такий датчик не такий чутливий до механічних струсів під час транспортування та експлуатації. Оскільки датчики потоку, застосовані у відомих системах утворення аерозолю, у тому числі ті, що описані вище, мають численні недоліки, метою винаходу є створення вдосконаленого блока з датчиком потоку, прийнятного для системи утворення аерозолю. За першим аспектом цього винаходу запропонований блок з датчиком потоку для виявлення потоку текучого середовища, який вказує на виконання затягування у системі утворення аерозолю, причому блок з датчиком призначений для функціонування у першому режимі, у якому затягування не є очікуваним або виявленим, та у другому режимі, у якому затягування є очікуваним або виявленим, та включає в себе: коло датчика, яке включає в себе чутливий резистор та вихід напруги, причому чутливий резистор призначений для виявлення потоку текучого середовища, виходячи зі змінювання опору, а коло датчика побудоване так, що змінювання опору чутливого резистора спричинює змінювання у виході напруги; та генератор сигналу, призначений для подавання імпульсного керуючого сигналу S1 на коло датчика для живлення кола датчика, так що живлення подається на коло датчика, коли імпульсний керуючий сигнал S1 має високий рівень, та живлення не подається, коли імпульсний керуючий сигнал S1 має низький рівень, причому імпульсний керуючий сигнал S1 має першу частоту f1 у першому режимі та другу частоту f2, більшу, ніж перша частота f1, у другому режимі. Оскільки блок з датчиком включає в себе чутливий резистор, введений у коло датчика, у якому вихідна напруга являє собою різницю напруги, чутливість є високою, і можуть бути виявлені невеликі зміни потоку. Застосування імпульсного керуючого сигналу S1 означає, що живлення подається на коло датчика не постійно, а тільки тоді, коли імпульсний керуючий сигнал S1 має високий рівень, тобто коли прямокутний сигнал S1 дорівнює 1, а не 0. Це значно 1 UA 100068 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 зменшує споживання енергії. Такий блок з датчиком може бути постійно активним, тобто не має необхідності у окремому перемикачі ввімкнення/вимкнення. Частоти f1 та f2 можуть бути вибрані так, щоб забезпечувати прийнятні чутливість та споживання енергії. Блок з датчиком може бути застосований для отримування інформації щодо якісних та кількісних характеристик затягування. Генератор сигналу для подавання імпульсного керуючого сигналу за варіантом, якому віддається перевага, включає в себе мікроконтролер, і імпульсний сигнал подається на один з виходів цього мікроконтролера. Якщо генератор сигналу включає в себе мікроконтролер, то за варіантом, якому віддається перевага, цей мікроконтролер запрограмований на керування величинами f1 та f2. У інших варіантах здійснення цього винаходу генератор сигналу для подавання імпульсного керуючого сигналу може являти собою програмовну електронну схему будь-якого виду. За варіантом, якому віддається перевага, блок з датчиком потоку також включає в себе джерело струму, призначене для подавання струму заздалегідь визначеної величини через коло датчика, причому на джерело струму подається імпульсний керуючий сигнал S1. Джерело струму заздалегідь визначеної величини уможливлює використання чутливого резистора в колі датчика за умов постійної величини струму, що забезпечує такий спосіб функціонування, який має найнижче споживання енергії. Оскільки джерело струму має живлення через імпульсний керуючий сигнал S1, то живлення подається на це джерело струму не постійно, а лише коли імпульсний керуючий сигнал має високий рівень, що також зменшує споживання енергії. Таке джерело струму зменшує нелінійність залежності вихідної напруги кола датчика від опору чутливого резистора. За варіантом здійснення цього винаходу, якому віддається перевага, джерело струму являє собою джерело струму з компенсацією температурних впливів. Це має переваги, оскільки виключає будь-які зміни у виході напруги кола датчика, якщо змінюється температура навколишнього середовища. У одному з варіантів здійснення цього винаходу джерело струму включає в себе джерело напруги, два транзистори у дзеркальній конфігурації та вхідний резистор. За варіантом, якому віддається перевага, блок з датчиком потоку також включає в себе диференціальний підсилювач, призначений для підсилювання вихідної напруги кола датчика. Це має переваги, оскільки вихід кола датчика може становити лише кілька мВ. Диференціальний підсилювач за варіантом, якому віддається перевага, має низьке споживання енергії та високий коефіцієнт підсилення. За варіантом, якому віддається перевага, диференціальний підсилювач може бути вимкнений, коли імпульсний керуючий сигнал S1 має низький рівень, і може бути ввімкнений, коли імпульсний керуючий сигнал S1 має високий рівень. Це також зменшує споживання енергії. За варіантом, якому віддається перевага, вихід диференціального підсилювача є пропорційним вихідній напрузі кола датчика у межах певного діапазону величин вихідної напруги кола датчика та досягає насичення, коли вихідна напруга кола датчика нижча або вища за цей діапазон. Тобто коли вихідна напруга кола датчика нижча за цей діапазон, то вихід диференціального підсилювача має постійну величину; коли вихідна напруга кола датчика вища за цей діапазон, то вихід диференціального підсилювача має постійну величину; а коли вихідна напруга кола датчика перебуває у межах цього діапазону, то існує лінійна залежність між виходом кола датчика та виходом диференціального підсилювача. За варіантом, якому віддається перевага, блок з датчиком працює у другому режимі протягом заздалегідь визначеного проміжку часу після виявлення зміни вихідної напруги кола датчика, яка вказує на виконання затягування, і працює у першому режимі весь інший час. Таким чином, коли виявлено виконання затягування або у інший момент часу, імпульсний керуючий сигнал S1 змінює частоту з першої частоти f1 на вищу другу частоту f2. Це означає, що максимальний проміжок часу до затягування, коли датчик працює у першому режимі, становить 1 секунд. Частота f може бути вибрана так, щоб забезпечувати прийнятний баланс між 1 f1 споживанням енергії та чутливістю у першому режимі. Якщо ж виконання затягування виявлено тоді, коли датчик працює у другому режимі, то максимальний проміжок часу до затягування 1 секунд. Частота f може бути вибрана так, щоб забезпечувати прийнятний баланс становить 2 f2 між споживанням енергії та чутливістю у другому режимі. У одному з варіантів здійснення цього винаходу перша частота f1 становить 3 Гц, а друга частота f2 становить 22 Гц. За варіантом, якому віддається перевага, заздалегідь визначений проміжок часу, протягом якого датчик працює у другому режимі після виявлення виконання затягування, дорівнює 2 UA 100068 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 середньому часу між затягуваннями для конкретного споживача. Крім того, цей заздалегідь визначений проміжок часу може бути адаптивним, так що його неперервно регулюють, базуючись на поточному середньому значенні попередніх проміжків часу між затягуваннями. Альтернативно цей заздалегідь визначений проміжок часу може мати фіксовану величину. Якщо засіб для подавання імпульсного керуючого сигналу S1 включає в себе мікроконтролер, то за варіантом, якому віддається перевага, вихідна напруга кола датчика подається на вхід мікроконтролера. Це може бути здійснено через диференціальний підсилювач. У цьому випадку в одному з варіантів здійснення цього винаходу, коли вхід мікроконтролера показує, що виконання затягування виявлено, то цей мікроконтролер здатен змінити імпульсний керуючий сигнал S1 на своєму виході з першої частоти f1 на другу частоту f2. За варіантом, якому віддається перевага, подавання сигналу S2 здійснюють на інші вузли у системі утворення аерозолю, причому сигнал S2 має високий рівень, коли вихідна напруга кола датчика вказує на те, що виконання затягування виявлено, та сигнал S2 має низький рівень, коли вихідна напруга кола датчика вказує на те, що затягування не виявлено. Якщо засіб для подавання імпульсного керуючого сигналу S1 включає в себе мікроконтролер, то за варіантом, якому віддається перевага, сигнал S2 подається на інший вихід мікроконтролера. За варіантом, якому віддається перевага, вихідна напруга кола датчика подається на вхід мікроконтролера. У цьому випадку, коли вхід у мікроконтролер вказує на те, що виконання затягування виявлено, мікроконтролер виконує подавання на виході сигналу S2 високого рівня, а коли вхід у мікроконтролер вказує на те, що виконання затягування не виявлено, то мікроконтролер виконує подавання на виході сигналу S2 низького рівня. Інші вузли у системі утворення аерозолю можуть включати в себе механізм утворення аерозолю (який може являти собою механізм паротворення, пристрій паротворення, механізм розпилювання або пристрій розпилювання), розпилювач, нагрівальний елемент та індикатор затягування, але не обмежені ними. Блок з датчиком потоку також може включати в себе засоби для регулювання чутливості блока з датчиком, які включають в себе один або декілька з таких засобів як змінний резистор у колі датчика; саморегульовне коло зсуву; та генератор сигналу для подавання імпульсного сигналу калібрування Sc на коло датчика. Змінний резистор є регульованим для змінювання чутливості блока з датчиком. За варіантом, якому віддається перевага, чутливий резистор має діапазон робочого опору (діапазон, що має фіксовану величину), а регулювання змінного резистора змінює відносне положення цього діапазону робочого опору чутливого резистора, тобто нижньої точки діапазону робочого. опору. Це в свою чергу впливає на вихідну напругу кола датчика за відсутності затягування, що впливає на чутливість блока. За варіантом здійснення цього винаходу, якому віддається перевага, змінний резистор регулюють так, що діапазон робочого опору чутливого резистора має нижню точку в нульовій точці або безпосередньо під нею. Це забезпечує найкращу чутливість. Саморегульовне коло зсуву може бути застосоване для змінювання чутливості блока з датчиком. Це коло зсуву може бути утворене шляхом підключення виходу мікроконтролера до неінвертувального входу диференціального підсилювача та підключення виходу диференціального підсилювача до входу мікроконтролера. Цей мікроконтролер може контролювати вихід диференціального підсилювача VOUT та подавання напруги на неінвертувальний вхід диференціального підсилювача доти, доки VOUT=0. Імпульсний сигнал калібрування SC може бути застосований для регулювання чутливості блока з датчиком. За варіантом, якому віддається перевага, ширина кожного імпульсу імпульсного керуючого сигналу S1 регулюється при кожному імпульсі сигналу калібрування SC. Це регулювання за варіантом, якому віддається перевага, дозволяє змінювати пропорції кожного імпульсу сигналу S1, протягом якого може бути виявлено змінювання у вихідній напрузі кола датчика, яке вказує на виконання затягування. Імпульсний сигнал калібрування SC може бути виконаний з можливістю утворення імпульсу кожні "х" імпульсів імпульсного керуючого сигналу SC який генерується або з першою частотою, або другою частотою, "х" є будь-якою прийнятною величиною, наприклад, 1000. Альтернативно імпульсний сигнал калібрування SC може утворювати імпульс із кожним перемиканням імпульсного керуючого сигналу S1 з першої частоти на другу частоту або в інший відповідний момент. Якщо засіб для подавання імпульсного керуючого сигналу S1 включає в себе мікроконтролер, то за варіантом, якому віддається перевага, імпульсний сигнал калібрування SC подається на вихід мікроконтролера. Чутливий резистор може являти собою резистор на основі напівпровідникових мікроелектромеханічних систем (МЕМС). У іншому варіанті здійснення цього винаходу чутливий 3 UA 100068 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 резистор може бути частиною напівпровідникового датчика на основі мікроелектромеханічних систем. Датчик може також включати в себе опорний резистор. Коло датчика може включати в себе місток Уїтстона, який має першу ділянку та другу ділянку, причому вихідна напруга являє собою різницю між напругою на першій ділянці та напругою на другій ділянці. За другим аспектом винаходу запропонована система утворення аерозолю для вміщення аерозолетвірного субстрату, яка включає в себе блок з датчиком потоку для виявлення потоку текучого середовища, який вказує на виконання затягування у системі утворення аерозолю, причому блок з датчиком потоку виконаний за першим аспектом цього винаходу. Система утворення аерозолю може являти собою електрично нагрівну систему утворення аерозолю. Система утворення аерозолю може являти собою курильну систему. За варіантом, якому віддається перевага, система є портативною. За варіантом, якому віддається перевага, система включає в себе корпус для вміщення аерозолетвірного субстрату та сконструйована так, щоб її міг утримувати в руці споживач. Аерозолетвірний субстрат може включати в себе тютюнвмісний матеріал, який містить леткі сполуки з ароматом тютюну, які вивільнюються із субстрату при нагріванні. Аерозолетвірний субстрат може також включати в себе аерозолеутворювач. Аерозолетвірний субстрат може являти собою твердий субстрат, рідкий субстрат, газоподібний субстрат або комбінацію з двох або більше твердих, рідких та газоподібних речовин. Якщо аерозолетвірний субстрат являє собою рідкий субстрат, то система утворення аерозолю може включати в себе механізм утворення аерозолю, який перебуває у контакті з джерелом рідкого субстрату. Цей механізм утворення аерозолю може включати в себе щонайменше один нагрівальний елемент для нагрівання згаданого субстрату для утворення аерозолю; при цьому нагрівальний елемент може бути приведений у дію, коли система утворення аерозолю виявляє потік текучого середовища, який вказує на виконання затягування. Альтернативно нагрівальний елемент може бути окремим, однак перебувати у зв'язку з механізмом утворення аерозолю. Щонайменше один нагрівальний елемент може включати в себе одиничний нагрівальний елемент або більше ніж один нагрівальний елемент. Нагрівальний елемент або елементи можуть мати будь-яку прийнятну форму, щоб найбільш ефективно нагрівати аерозолетвірний субстрат. За варіантом, якому віддається перевага, нагрівальний елемент включає в себе матеріал, який демонструє електричний опір. Механізм утворення аерозолю може включати в себе один або декілька електромеханічних елементів, таких як п'єзоелектричні елементи. Механізм утворення аерозолю може включати в себе елементи, які мають електростатичні, електромагнітні або пневматичні принципи дії. Система утворення аерозолю може включати в себе камеру конденсації. Під час роботи субстрат може бути повністю розташований усередині системи утворення аерозолю. У цьому випадку споживач може затягуватися через мундштучну частину системи утворення аерозолю. Альтернативно, під час роботи цей субстрат може бути частково розташований усередині системи утворення аерозолю. У цьому випадку субстрат може утворювати частину окремого виробу, а споживач може затягуватися безпосередньо з окремого виробу. Система утворення аерозолю може включати в себе джерело живлення. Джерело електричного живлення може являти собою іонно-літієву батарею або одну з її модифікацій, наприклад, іонно-літієву полімерну батарею, або нікель-металогідридну батарею, нікелькадмієву батарею, конденсатор великої ємності або паливний елемент. У альтернативному варіанті здійснення цього винаходу система утворення аерозолю може включати в себе обладнання, заряджуване зовнішньою заряджувальною частиною, яке може бути сконструйоване так, щоб надавати живлення на заздалегідь визначену кількість затягувань. За третім аспектом винаходу запропонований спосіб приведення у дію блока з датчиком потоку для виявлення потоку текучого середовища, який вказує на виконання затягування у системі утворення аерозолю, причому блок з датчиком потоку призначений для функціонування у першому режимі, у якому затягування не є очікуваним або виявленим, та у другому режимі, у якому затягування є очікуваним або виявленим, причому спосіб включає такі операції: подавання імпульсного керуючого сигналу S1 на коло датчика для живлення кола датчика, так що живлення подається на коло датчика, коли імпульсний керуючий сигнал S1 має високий рівень, та живлення не подається, коли імпульсний керуючий сигнал S1 має низький рівень, причому коло датчика включає в себе чутливий резистор та вихід напруги, згаданий чутливий резистор призначений для виявлення потоку текучого середовища, виходячи зі змінювання опору чутливого резистора, а коло датчика побудоване так, що змінювання опору чутливого резистора спричинює змінювання у виході напруги; та перемикання блока з датчиком між 4 UA 100068 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 першим та другим режимами роботи, причому імпульсний керуючий сигнал S1 має першу частоту f1 у першому режимі та має другу частоту f2, більшу за першу частоту f1 у другому режимі. Приведення у дію блока з датчиком потоку імпульсним керуючим сигналом S1 означає, що коло датчика не отримує живлення неперервно, а отримує живлення лише коли S1 має високий рівень. Це значно зменшує споживання енергії, а частоти f1 та f2 можуть бути вибрані так, щоб забезпечувати прийнятну чутливість. В одному з варіантів здійснення цього винаходу операція перемикання блока з датчиком між першим та другим режимами роботи включає перемикання блока з датчиком із першого режиму, у якому імпульсний керуючий сигнал S1 має першу частоту f1, у другий режим, у якому імпульсний керуючий сигнал S1 має другу частоту f2, коли затягування виявлено. Виконання затягування виявляють за змінюванням вихідної напруги кола датчика. Альтернативно, або на додаток, операція перемикання блока з датчиком між першим та другим режимами роботи включає перемикання блока з датчиком з першого режиму, у якому імпульсний керуючий сигнал S1 має першу частоту f1, у другий режим, у якому імпульсний керуючий сигнал S1 має другу частоту f2, коли виконання затягування є очікуваним за звичками споживача. Момент, коли виконання затягування є очікуваним, може бути передбачений за звичками споживача. Наприклад, блок з датчиком може бути переключений з першого режиму у другий режим за одним або більше з таких критеріїв як заздалегідь визначений проміжок часу після попереднього затягування та заздалегідь визначений час дня. Заздалегідь визначений проміжок часу може являти собою середній проміжок часу між затягуваннями для цього споживача, і цей проміжок часу може бути адаптивно регульовним, так що його неперервно регулюють, виходячи з поточного середнього значення проміжків часу між затягуваннями. Альтернативно цей заздалегідь визначений проміжок часу може мати фіксовану величину. Цьому варіанту віддається перевага, оскільки якщо блок з датчиком працює у другому режимі перед виконанням затягування, то час реакції є значно коротшим. За варіантом, якому віддається перевага, спосіб включає подавання імпульсного керуючого сигналу S1 з другою частотою f2 протягом заздалегідь визначеного проміжку часу після зміни вихідної напруги кола датчика, яка вказує на те, що виконання затягування виявлено, та подавання імпульсного керуючого сигналу S1 з першою частотою f1 весь інший час. За варіантом, якому віддається перевага, спосіб також включає операцію подавання сигналу S2 на інші складові частини системи утворення аерозолю, причому сигнал S2 має високий рівень, коли вихідна напруга кола датчика вказує на те, що виконання затягування виявлено, та сигнал S2 має низький рівень, коли вихідна напруга кола датчика вказує на те, що виконання затягування не виявлено. Сигнал S2 може бути застосований для приведення у дію одного або більше з таких вузлів як механізм утворення аерозолю, розпилювач, нагрівальний елемент та індикатор затягування. Спосіб може також включати операцію регулювання чутливості блока з датчиком, яка включає одну або більше з таких дій: періодичне регулювання опору змінного резистора у колі датчика; підготовка саморегульовного кола зсуву; та подавання імпульсного сигналу калібрування SC на коло датчика. Спосіб може також включати операцію подавання аерозолю споживачеві залежно від характеристик затягування, виявлених колом датчика. Особливості, зазначені стосовно одного аспекту цього винаходу, можуть також бути застосовні до іншого аспекту цього винаходу. Цей винахід нижче буде описаний лише у вигляді прикладу з посиланнями на прикладені фігури, на яких: на Фіг. 1 показаний варіант виконання блока з датчиком за цим винаходом; на Фіг. 2а показаний сигнал GP2, позначений на Фіг. 1; на Фіг. 2b показаний сигнал VOUT, позначений на Фіг. 1, за відсутності затягування; на Фіг. 2с показаний сигнал VOUT, позначений на Фіг. 1, коли виявлено затягування; на Фіг. 3 показане альтернативне побудування кола датчика, зображеного на Фіг. 1, виконаного у вигляді містка Уїтстона; на Фіг. 4 показано, як може бути встановлена точка настроювання релаксації; та Фіг. 5 ілюструє один зі способів функціонування кола датчика, зображеного на Фіг. 1. Прийнятний датчик для застосування у блоці з датчиком за цим винаходом може включати в себе кремнієву основу, мембрану з нітриду кремнію на цій основі та два платинові нагрівальні елементи на цій мембрані. Ці два нагрівальні елементи являють собою резистори, один з яких діє одночасно як виконавчий привід та як датчик, а інший - як опорний. Такому датчику віддається перевага, оскільки він забезпечує швидку реакцію датчика. Зрозуміло, що можуть бути застосовані також інші прийнятні датчики. Під час роботи виникають зміни в опорі 5 UA 100068 C2 5 10 15 20 25 30 чутливого резистора, спричинені охолодженням прилеглим потоком текучого середовища. Ці зміни в опорі спричинені втратами тепла. Чутливий резистор можна застосовувати за постійної температури. У цьому випадку вимірюють підвищену потрібну нагрівальну потужність, яка вказує на наявність потоку текучого середовища. Альтернативно чутливий резистор можна застосовувати за постійної нагрівальної потужності. У цьому випадку на наявність потоку текучого середовища вказує зниження температури. Альтернативно чутливий резистор можна застосовувати за постійного струму, як описано нижче з посиланнями на Фіг. 1 та Фіг. 3. У цьому випадку на наявність потоку текучого середовища вказують зміни рівноваги кола датчика. На Фіг. 1 показаний варіант виконання блока з датчиком за цим винаходом. Блок 101 з датчиком, який показаний на Фіг. 1, включає в себе коло 103 датчика, джерело струму заздалегідь визначеної величини у вигляді струмового дзеркала 105, диференціальний підсилювач 107, генератор сигналу для подавання імпульсного керуючого сигналу Si у вигляді мікроконтролера 109 та транзистор 111 формувача. Блок 101 з датчиком, який показаний на Фіг. 1, включає в себе коло 103 датчика. Коло103 датчика включає в себе резистори R1, R4 та змінний резистор RV у лівій ділянці і резистори R2, R3 та чутливий резистор RS у правій ділянці. Чутливий резистор RS являє собою чутливий резистор датчика, подібного описаному вище, або датчика іншого прийнятного виду. RV являє собою резистор з регульовним опором та може бути застосований для встановлення точки настроювання релаксації (наприклад, коли потік повітря у блоці відсутній), як додатково буде описано нижче. Альтернативно для встановлення точки настроювання релаксації може бути застосоване саморегульовне коло зсуву. У цьому варіанті здійснення цього винаходу вихід мікроконтролера може бути підключений до неінвертувального входу диференціального підсилювача (на Фіг. 1 не показаний), a VOUT Цього диференціального підсилювача може бути підключений до входу мікроконтролера. Цей мікроконтролер може бути застосований для контролю виходу диференціального підсилювача VOUT та подавання напруги на неінвертувальний вхід диференціального підсилювача доти, доки VOUT=0. Виміряна напруга VDIFF являє собою виміряну різницю (у цьому прикладі це різниця між V2 у правій ділянці В та V1 у лівій ділянці А). Коли коло 103 датчика перебуває у рівновазі, R1 співвідношення опорів у лівій ділянці дорівнює співвідношенню опорів у правій ділянці R V  R4 R3  RS , які дають V =V -V що дорівнює нулю. Коли починається охолоджування R потоком DIFF 2 1 S R2 текучого середовища, опір RS змінюється, що спричинює зміну напруги правої ділянки В та ненульову величину VDIFF. Легко можна показати, що для кола 103 датчика, показаного на Фіг. 1: 35  R2 Rv  R4  VDIFF  V2  V1  Vs R R R  R R R   3 2 v 4 1  S якщо RV+R4=R1 та RS+R3=R2, то (1)  1 1 VDIFF  V2  V1  VS     0  2 2 40 45 Вимірювання різниці VDIFF надає підтвердження наявності потоку текучого середовища, який спричинює змінювання опору RS. Оскільки VDIFF являє собою вимірювання різниці, то можуть бути здійснені вимірювання з дуже високою точністю навіть для малих змін потоку текучого середовища, а відповідно й опору. Цей варіант здійснення винаходу дозволяє реєстрацію інформації, такої як об'єм та інтенсивність затягування. З рівняння (1) можна зазначити, що VDIFF має нелінійну залежність від опору чутливого резистора RS. У варіанті здійснення цього винаходу, показаному на Фіг. 1, джерело струму заздалегідь визначеної величини виконано у вигляді струмового дзеркала 105, яке включає в себе два транзистори Т1 та Т2, підключені у дзеркальній конфігурації, плюс резистор RREF. Струм Ім на Т2 повинен дорівнювати IREF на Т1 (який також являє собою струм, що проходить через коло 103 датчика). Та: VS=RREFIREF+VBE Таким чином: 50 6 UA 100068 C2 IM  IREF  5 10 15 20 25 30 V0  VBE RREF Нелінійність у колі датчика (дивись рівняння (1) та (2), наведені вище), компенсується струмовим дзеркалом. Такому варіанту віддається перевага, оскільки у блоці, нелінійність якого компенсується у такий спосіб, ця нелінійність виявляється вдвічі меншою за нелінійність у блоці, компенсованій змінами напруги. Таким чином, струмове дзеркало 105 у варіанті здійснення цього винаходу, показаному на Фіг. 1, зменшує нелінійність блока. Струмове дзеркало 105 може мати будь-яку прийнятну будову. Це струмове дзеркало може бути розташоване з боку високої напруги кола 103 датчика, а не між колом датчика та заземленням, як показано на Фіг. 1. Для Т 1 та Т2 можуть бути застосовані транзистори будьякого прийнятного виду, включаючи р-n-р-транзистори, n-р-n-транзистори та CMOSтранзистори. Також можливі альтернативні варіанти виконання джерела струму. Блок з датчиком має належним чином працювати у відповідному температурному діапазоні, а струмове дзеркало 105 компенсує будь-які зміни температур. Також існують інші компенсовані за температурою джерела струму. Якщо зовнішня температура змінюється, то це впливає на яка вихідну напругу кола датчика Vdiff> може спричинити неточність роботи чи вимірювання. T1 та Т2 повинні мати ідентичні електричні характеристики та бути встановлені один поблизу одного та у подібному облаштуванні для забезпечення мінімізації будь-якої різниці температур між ними. З одного боку, якщо у конкретному варіанті виконання струмового дзеркала 105 існує різниця температур між Т1 та Т2, то, оскільки ці два транзистори мають однаковий потенціал на їх переході база-емітер (VBE), Vbe підтримується постійним. Це означає, що у випадку, якщо два транзистори мають різні температури, то струм через Т 1 відрізняється від струму через Т2, так що зберігається VBE. З іншого боку, якщо зовнішня температура змінюється так, що впливає на Т1 та Т2 однаково, то струм через обидва транзистори змінюється однаково для зберігання VBE постійним. Блок 101 з датчиком також включає в себе диференціальний підсилювач 107 на виході кола 103 датчика для підсилювання вихідної напруги VDIFF, яка звичайно становить лише кілька мілівольт. Показаний на Фіг. 1 підсилювач AD623 випускає фірма Analog Devices, Inc, Массачусетс, США. Такий підсилювач споживає менше ніж 0,5 мА та має коефіцієнт підсилення до 1000. Однак він може бути замінений будь-яким прийнятним диференціальним підсилювачем. На підсилювач 107 подана напруга живлення VS, а коефіцієнт підсилення підсилювача встановлюють резистором RG за рівнянням:  100000  VOUT  1   VDIFF RG   35 40 45 50 55 (2) (3) Таким чином, для коефіцієнта підсилення 1000, RG встановлено на 100 Ом. Рівняння (3) діє лише у певному діапазоні VDIFF. 3 обох боків цього діапазону відбувається насичення підсилювача. У одному з прикладів, якщо VDIFF=0 В, то VOUT=1,5 В. Якщо VDIFF+1,5 мВ, то насичення VOUT відбувається при 3 В. Усередині діапазону -1,5мВ