Мікроелектронний оптичний сенсор температури з частотним виходом

Мікроелектронний оптичний сенсор температури з частотним виходом, який містить джерело світла, фотоприймач, з'єднані світловодом, що має серцевину, оточену оболонкою, і термочутливий елемент, який відрізняється тим, що в нього введено перетворювач оптичного сигналу в частотний, який містить двозатворний уніполярний метал-діелектрик-напівпровідник транзистор, біполярний транзистор, дві ємності, індуктивність, три резистори і джерело постійної напруги, причому катод фотодіода з'єднаний з першим затвором 3 33240 лярний транзистор, дві ємності, індуктивність, три резистори і джерело постійної напруги, причому катод фото діода з'єднаний з першим затвором двозатворного уніполярного транзистора, першим виводом першого конденсатора та першим виводом першого резистора, а анод фото діода з'єднаний з другим виводом першого конденсатора та другим виводом третього резистора, колектором біполярного транзистора, другим виводом другого конденсатора та другим полюсом джерела постійної напруги, другий затвор двозатворного уніполярного МДН транзистора з'єднаний з його стоком, що під'єднано до першого виводу індуктивності та першого виводу другого резистора, а витік уніполярного транзистора з'єднаний з емітером біполярного транзистора, причому база біполярного транзистора з'єднана з першим виводом третього резистора та другим виводом другого резистора, перший вивід другого конденсатора з'єднано з другим виводом індуктивності, другим виводом першого резистора та першим полюсом джерела постійної напруги. На кресленні подано схему мікроелектронного оптичного сенсора температури з частотним виходом. Пристрій містить світлодіод 1 і фотодіод 3 з'єднані світловодом 2, що має серцевину оточену оболонкою і термочутливий елемент, також введено перетворювач оптичного сигналу в частотний, що складається з конденсаторів 4, 11, уніполярного транзистора 5, резисторів 6, 7, 8, біполярного транзистора 9, індуктивності 10, джерела постійної напруги 12. Вихід пристрою утворений стоком польового транзистора 5 і загальною шиною. Мікроелектронний оптичний сенсор температури з частотним виходом працює таким чином. В початковий момент часу світловий потік відсутній і температура не вимірюється. В наступний момент часу світловий потік, що направляється світлодіодом 1, проходить крізь світловод 2, досягаючи фотодіода 3. Зміна температури приводить до зміни різниці між показниками заломлення ncnп,(nс - показник заломлення серцевини; nн - показник заломлення наповнювача; nп - показник за Комп’ютерна верстка М. Мацело 4 ломлення матеріалу) відповідно з цим змінюється відносна частина світлового потоку, що перейшов з серцевини в матеріал і в термочутливий елемент, одночасно змінюється різниця між показниками заломлення nн-nп зростає розсіювання світлового потоку, що проник в матеріал, частинками введеного в нього наповнювача, в результаті чого частина світлового потоку повертається в серцевину і далі розповсюджується по світловоду до фотодіода, що зумовлює пропорційну до температури зміну напруги, яка у свою чергу змінює ємність коливального контуру, а це викликає ефективну зміну резонансної частоти, при цьому можлива лінеаризація функції перетворення шляхом вибору величини постійної напруги живлення. Через резистори 6, 7, 8 і конденсатори 4, 11 здійснюється електричний режим живлення пристрою від джерела постійної напруги 12. Ємність 11 запобігає проходженню змінного струму через джерело постійної напруги 12. Підвищення напруги джерела постійної напруги 12 до величини, коли на електродах стоку польового транзистора 5 і колектору біполярного транзистора 9 виникає від'ємний опір, який приводить до виникнення електричних коливань в контурі, який утворений паралельним включенням повного опору з ємнісним характером на електродах стік-колектор польового транзистора 5 і біполярного транзистора 9 та повним опором з індуктивним характером 10. При наступній дії світлового потоку, який передається по світловоду і приймається фотодіодом, змінюється вихідна напруга на фотодіоді, яка змінює ємнісну складову повного опору на електродах стік-колектор польового транзистора 5 і біполярного транзистора 9, а це викликає зміну резонансної частоти коливального контуру. Використання запропонованої корисної моделі для вимірювання температури суттєво підвищує чутливість і точність вимірювання інформативного параметру за рахунок виконання ємнісного елемента коливального контуру у вигляді біполярного і польового транзисторів, а індуктивного елемента коливального контуру у вигляді пасивної індуктивності. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601