Мікроелектронний вимірювач вологості

Мікроелектронний вимірювач вологості, який містить два біполярних вологочутливих транзистори, який відрізняється тим, що додатково введені три резистори, індуктивність, ємність і два джерела постійної напруги, причому перший полюс першого джерела постійної напруги з'єднаний з першим виводом першого резистора, а другий вивід першого резистора підключений до бази першого вологочутливого біполярного транзистора, емітер якого з'єднаний з емітером другого вологочутливого біполярного транзистора, при цьому колектор першого вологочутливого біполярного транзистора з'єднаний з першим виводом другого резистора, першим виводом індуктивності, до якого підключена перша вихідна клема, а другий вивід другого резистора з'єднаний з базою другого вологочутливого біполярного транзистора і першим виводом третього резистора, при цьому другий вивід індуктивності з'єднаний з першим виводом ємності і першим полюсом другого джерела постійної напруги, а другий полюс другого джерела постійної напруги підключений до другого виводу ємності, другого виводу третього резистора, колектора другого вологочутливого біполярного транзистора і другого полюсу першого джерела постійної напруги, які утворюють загальну шину, до якої підключена друга вихідна клема О Винахід належить до області контрольновимірювальної техніки і може бути використаний як датчик вологості в різноманітних пристроях автоматичного керування технологічними процесами Відомий пристрій для виміру вологості, який містить спеціальну плівку На цю плівку з двох сторін напилюють електроди із золота Таким чином, плівка є діелектриком площинної ємності При дії вологості на плівку змінюється її ємність Зміна ємності перетворюється в зміну напруги, яка за допомогою випрямляючого пристрою випрямляється і потім підсилюється до 15В (див ГВиглеб Датчики М Мир, 1989 С 113-115) Недоліком таких пристроїв є низька чутливість, особливо в області малих значень вологості, що значно знижує точність виміру вологості Найбільш близьким технічним рішенням до даного винаходу можна вважати напівпровідниковий гігрометричний датчик (див патент Японії №В4 2-42192, МПК 5 G01N27/12, 1990, ИСМ, выпуск 84, №13,1991) Пристрій складається з двох біполярних транзисторів, які сформовані в одній напівпровіднико вій підкладці n-типу провідності На поверхню транзисторів нанесені вологочутливі плівки, які відрізняються по своїм вологочутливим властивостям Зміна вологості фіксується по різниці вихідної напруги двох транзисторів Недоліком такого пристрою є невелика точність вимірів вологості, особливо в області малих значень вологості, що пов'язано з тим, що малі значення вологості мало змінюють вихідну напругу транзисторів В основу винаходу поставлена задача створення мікроелектронного вимірювача вологості, в якому за рахунок введення нових блоків і зв'язків між ними досягається можливість виміру при малих значеннях вологості, що приводить до підвищення точності виміру вологості Поставлена задача вирішується тим, що в пристрій, який складається з двох біполярних вологочутливих транзисторів, введено, три резистори, індуктивність, ємність і два джерела постійної напруги, що дало змогу замінити перетворення КІЛЬКОСТІ вологи у напругу у відомому пристрої на перетворення КІЛЬКОСТІ вологи у частоту у запропонованому, причому перший полюс першого (О о (О 62016 стійної напруги 1, яке через резистор 2 з'єднане з джерела постійної напруги з єднаний з першим біполярними вологочутливими транзисторами 3 і виводом першого резистора, а другий вивід пер4, до колекторів яких паралельно підключене пошого резистора підключений до бази першого вослідовне коло з резисторів 5 і 6 Емітер біполярнологочутливого біполярного транзистора, емітер го вологочутливого транзистора 3 з'єднаний з еміякого з'єднаний з емітером другого вологочутливотером біполярного вологочутливого транзистора 4 го біполярного транзистора, при цьому колектор До колекторів біполярних вологочутливих транзиспершого вологочутливого біполярного транзистора торів 3 і 4 підключено коло з індуктивності 7 і ємз'єднаний з першим виводом другого резистора, ності 8, паралельно якій підключено друге джерепершим виводом індуктивності, до якого підключело постійної напруги 9 Вихід пристрою утворений на перша вихідна клема, а другий вивід другого колектором біполярного вологочутливого транзисрезистора з'єднаний з базою другого вологочутлитора 3 і загальною шиною вого біполярного транзистора і першим виводом третього резистора, при цьому другий вивід індукМікроелектронний вимірювач вологості пративності з'єднаний з першим виводом ємності і цює таким чином першим полюсом другого джерела постійної наВ початковий момент часу волога не діє на біпруги, а другий полюс другого джерела постійної полярні вологочутливі транзистори 3 і 4 Підвинапруги підключений до другого виводу ємності, щенням напруги джерел постійної напруги 1 і 9 до другого виводу третього резистора, колектора друвеличини, коли на електродах колектор-колектор гого вологочутливого біполярного транзистора і біполярних вологочутливих транзисторів 3 і 4 видругого полюсу першого джерела постійної напруникає від'ємний опір, який приводить до виникненги, які утворюють загальну шину, до якої підключеня електричних коливань у контурі, утворений* на друга вихідна клема пристрою паралельним включенням повного опору з ємнісним характером на електродах колектор-колектор Використання запропонованого пристрою для біполярних вологочутливих транзисторів 3 і 4 та виміру вологості суттєво підвищує точність виміру індуктивним опором індуктивності 7 Ємність 8 інформативного параметру за рахунок викорисзапобігає проходженню змінного струму через друтання ємнісного елемента коливального контуру у ге джерело постійної напруги 9 При наступній дії вигляді біполярних вологочутливих транзисторів, в вологи на біполярні вологочутливі транзистори 3 і якому зміна ємності під дією вологи перетворю4 змінюється ємнісна складова повного опору на ється в ефективну зміну резонансної частоти, при електродах колектор-колектор біполярних вологоцьому можлива лінеаризація функції перетворення чутливих транзисторів 3 і 4, а це в свою чергу, вишляхом вибору величини напруги живлення кликає зміну резонансної частоти коливального На креслені (Фіг) подано схему мікроелектконтуру ронного вимірювача вологості Пристрій складається з першого джерела по Комп'ютерна верстка Т Чепелєва Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119