Мікроелектронний оптичний сенсор температури

Мікроелектронний оптичний сенсор температури, який містить джерело світла, фотоприймач, з'єднані світловодом, що має серцевину, оточену оболонкою, і термочутливий елемент, введено перетворювач оптичного сигналу в частотний, який містить два назустріч ввімкнених фотодіоди, конденсатор і індуктивний елемент, під'єднані паралельно фотодіодом, аноди яких з'єднані, при 3 41612 точності і розширення меж вимірювання, в нього введено метал-діелектрик-напівпровідник (МДН) транзистор, другий конденсатор, джерело живлення та резистор, а індуктивний елемент виконаний у вигляді реактивного МДН-фототранзистора, при цьому катод першого фотодіода під'єднаний до першого виводу резистора, джерело МДНтранзистора і витоку реактивного МДНфототранзистора, затвор якого під'єднаний до витоку і затвору МДН-транзистора, першому виводу другого конденсатора і першому полюсу джерела живлення, другий вивід другого конденсатора, резистора і другий полюс джерела живлення під'єдноні до спільної шини. На креслені подано схему мікроелектронного оптичного сенсора температури з частотним виходом. Пристрій містить джерело світла 1 фотодіоди 3 і 4, МДН-фототранзистор 5, з'єднані світловодом, що має серцевину оточену оболонкою і термочутливий елемент, також введено перетворювач оптичного сигналу в частотний, що складається з фотодіодів З, 4, МДНфототранзистора 5, МДН-транзистора 6, конденсаторів 7, 8, резисторів 9, 10, 11. джерело живлення 12. Вихід пристрою утворений стоком МДН-фотортанзистором 5, катодом фотодіода 3 і спільною 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 джерелом світла 1, проходить крізь світловод 2, досягаючи фотодіодів 3,4 та МДНфототранзистора 5. Зміна температури приводить до зміни різниці між показниками заломлення nс-nп (nс - показник заломлення серцевини; nн - показник Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 4 заломлення наповнювача; nп - показник заломлення 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 фотодіодів 3,4 та МДН-фототранзистора 5. Зміна інтенсивності світлового потоку викликає зміну еквівалентної індуктивності переходу джерело-витік реактивного МДН-фототранзистора 5 і ємності послідовно з'єднаних першого 3 та другого 4 фотодіодів, в наслідок чого змінюється резонансна частота коливального контуру, що призводить до зміни частоти гармонічних коливань на виході сенсора. Вибором напруги на виході джерела живлення 12, можна регулювати ступінь лінійності характеристики, тобто здійснювати лінеаризаціє функції перетворення. Використання запропонованої корисної моделі для вимірювання температури суттєво розширює діапазон вимірюваних температур, при цьому підвищується чутливість і точність перетворення інформативного параметра, за рахунок виконання індуктивного елемента вимірювального коливального контуру у вигляді реактивного МДНфототранзистора, зміна еквівалентної індуктивності разом з зміною ємності послідовно з'єднаних фотодіодів забезпечує ефективну перебудову частоти на виході, а також за рахунок реальної можливості лінеаризації функції перетворення шляхом вибору напруги на виході джерела живлення. Підписне Тираж 28 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