MD1023Z - Dispozitiv de măsurare a parametrilor senzorilor pe bază de oxizi semiconductori micro- şi nanostructuraţi - Google Patents
Dispozitiv de măsurare a parametrilor senzorilor pe bază de oxizi semiconductori micro- şi nanostructuraţi Download PDFInfo
- Publication number
- MD1023Z MD1023Z MDS20150147A MDS20150147A MD1023Z MD 1023 Z MD1023 Z MD 1023Z MD S20150147 A MDS20150147 A MD S20150147A MD S20150147 A MDS20150147 A MD S20150147A MD 1023 Z MD1023 Z MD 1023Z
- Authority
- MD
- Moldova
- Prior art keywords
- microcontroller
- measuring
- mcu
- analog
- micro
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 5
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 101100434411 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) ADH1 gene Proteins 0.000 description 3
- 101150102866 adc1 gene Proteins 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 239000002073 nanorod Substances 0.000 description 1
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Invenţia se referă la domeniul tehnicii de măsurare şi poate fi utilizată în aparate de măsurat, în care se utilizează senzori pe bază de oxizi semiconductori nanostructuraţi.Dispozitivul de măsurare a parametrilor senzorilor pe bază de oxizi semiconductori micro- şi nanostructuraţi include o sursă de tensiune de referinţă (Uref), tensiunea căreia se aplică la intrarea unuia din convertorii analogic-digitali (ADC) ai unui microcontroler (MCU) printr-un amplificator operaţional, şi care este conectată în serie cu o nanostructură cercetată (Rx) şi un rezistor suplimentar (R0), iar căderea de tensiune de pe rezistorul suplimentar (R0) se aplică la intrarea unui al doilea convertor analogic-digital (ADC) al microcontrolerului (MCU) prin cel de-al doilea amplificator operaţional. Ieşirea microcontrolerului (MCU) este conectată la un ecran pentru afişarea rezultatelor obţinute.
Description
Invenţia se referă la domeniul tehnicii de măsurare şi poate fi utilizată în aparate de măsurat, în care se utilizează senzori pe bază de oxizi semiconductori nanostructuraţi.
Este cunoscut un dispozitiv de măsurare a rezistenţei senzorilor bazat pe legea lui Ohm pentru circuite electrice sau punţi de măsurare, care include măsurarea rezistenţei active pe curent continuu cu ajutorul ohmmetrului digital, galvanometrului diferenţial şi potenţiometrului curentului continuu [1].
Cea mai apropiată soluţie este interfaţa analog-digitală de precizie pentru lucru cu senzorii micro- şi nanorezistivi, care conţin punţi de măsurare, ieşirile diagonalei de putere fiind conectate la sursa de tensiune, iar ieşirile diagonalei de măsurare fiind conectate cu intrările diferenţiale ale amplificatoarelor instrumentale [2].
Un dezavantaj comun al acestor dispozitive este că pentru măsurarea rezistenţelor cu valori mari ale micro- şi nanostructurilor este necesar de utilizat amplificatoare instrumentale diferenţiale cu rezistenţele de intrare foarte mari (US 8263002 B1 2012.09.11; Oleg Lupan, Guangyu Chai, Lee Chow. Novel hydrogen gas sensor based on single ZnO nanorod, Microelectronic Engineering, Volume 85, Issue 11, November 2008, p. 2220-2225; O. Lupan, V.V. Ursaki, G. Chai, L. Chow. Selective hydrogen gas nanosensor using individual ZnO nanowire with fast response at room temperature, Sensors and Actuators B: Chemical, Volume 144, Issue 1, 29 January 2010, p. 56-66).
Problema pe care o rezolvă invenţia constă în elaborarea unui dispozitiv, care ar permite de a măsura rezistenţa mare la micro- şi nanostructuri folosind amplificatoare diferenţiale de uz general.
Dispozitivul, conform invenţiei, înlătură dezavantajul menţionat mai sus prin aceea că include o sursă de tensiune de referinţă (Uref), tensiunea căreia se aplică la intrarea unuia din convertorii analogic-digitali (ADC) ai unui microcontroler (MCU) printr-un amplificator operaţional, şi care este conectată în serie cu o nanostructură cercetată (Rx) şi un rezistor suplimentar (R0), iar căderea de tensiune de pe rezistorul suplimentar (R0) se aplică la intrarea unui al doilea convertor analogic-digital (ADC) al microcontrolerului (MCU) prin cel de-al doilea amplificator operaţional; ieşirea microcontrolerului (MCU) este conectată la un ecran pentru afişarea rezultatelor obţinute.
Rezultatul invenţiei constă în eliminarea influenţei rezistenţelor de intrare ale amplificatoarelor de instrumentaţie asupra rezultatelor măsurate.
Invenţia se explică prin desenele din fig. 1-2, care reprezintă:
- fig. 1, schema-bloc a dispozitivului;
- fig. 2, schema de principiu a dispozitivului.
Schema-bloc include: o sursă de tensiune de referinţă Uref, care este destinată pentru generarea tensiunii termoindependente furnizate în circuitul de măsurare, senzorul cercetat Rx, un rezistor stabil suplimentar R0 se utilizează pentru măsurarea curentului, care curge prin senzorul cercetat, amplificatoare de curent continuu conduc tensiunile măsurate la nivelele necesare pentru funcţionarea stabilă a convertoarelor analog-digitale (ADC), convertoarele analog-digitale (ADC), de obicei integrate în microcontroler (MCU), se utilizează pentru convertirea tensiunii măsurate în formă digitală, ceea ce este necesar pentru prelucrarea ulterioară a datelor de către microcontrolerul, care prelucrează datele primite, calculează valoarea rezistenţei senzorului cercetat şi o transformă în coduri transmise la indicator, indicatorul afişează valoarea calculată a rezistenţei senzorului.
Schema de principiu a dispozitivului este prezentată în fig. 2. Structura cercetată Rx, împreună cu rezistenţa calibrată în serie R0, sunt conectate la sursa de referinţă B1. Tensiunea sursei UB1 şi căderea de tensiune pe rezistenţa calibrată UR0 se amplifică şi se limitează cu ajutorul amplificatoarelor operaţionale U2:A şi U2:B într-un diapazon de la 0 V la 5 V, ceea ce este necesar pentru lucrul convertorului analogic-digital, şi ajung la intrările ADC0 şi ADC1 ale microcontrolerului U1. Valoarea rezistenţei calculate a senzorului se converteşte în coduri de control pentru indicatorul cu şapte segmente. Ieşirile portului C (PC0-PC7) ale microcontrolerului U1 determină cifra afişată, iar ieşirile PD0-PD3 ale portului D comutează ieşirile indicatorului, care lucrează în regim dinamic. Elementele X1, C1, C2 intră în componenţa generatorului din cuarţ, R1 şi C3 sunt necesare pentru resetarea microprocesorului. Butoanele de control 1 şi 2 sunt folosite pentru selectarea regimului de lucru al dispozitivului.
Exemplu de realizare
Tensiunea de referinţă U1 de pe sursa B1 se aplică la intrarea ADC0 a convertorului analogic-digital al microcontrolerului prin amplificatorul operaţional U2:A cu un coeficient de amplificare K1=R2/R3=1. La intrarea ADC1 a convertorului analogic-digital al microcontrolerului, prin amplificatorul operaţional U2:B cu coeficientul de amplificare К2=R6/R9=160, se aplică căderea de tensiune U2 de pe rezistorul etalon R0. În cazul analizat, tensiunea de la intrarea ADC0 a microcontrolerului constituie U1=1,2 V, iar tensiunea de la intrarea ADC1 U2=0,4 V. După conversia valorilor acestor tensiuni în format digital se realizează calculul valorii rezistenţei măsurate a nanostructurii conform expresiei :
Rx=( U1-U2 / K2 ) · R0 · K2 / U2
ce va constitui, în cazul de faţă:
Rx = ( 1,2 - 0,4 /160 ) ·100 · 160 / 0,4 = 47,9 kΩ
1. Лозицкий Б.Н., Мельниченко И. И. Радиотехника, Электрорадиоизмерения, Энергия, Москва, 1976, с.193-194
2. RU 2541723 C1 2015.02.20
Claims (1)
- Dispozitiv de măsurare a parametrilor senzorilor pe bază de oxizi semiconductori micro- şi nanostructuraţi, care include o sursă de tensiune de referinţă (Uref), tensiunea căreia se aplică la intrarea unuia din convertorii analogic-digitali (ADC) ai unui microcontroler (MCU) printr-un amplificator operaţional, şi care este conectată în serie cu o nanostructură cercetată (Rx) şi un rezistor suplimentar (R0), iar căderea de tensiune de pe rezistorul suplimentar (R0) se aplică la intrarea unui al doilea convertor analogic-digital (ADC) al microcontrolerului (MCU) prin cel de-al doilea amplificator operaţional; ieşirea microcontrolerului (MCU) este conectată la un ecran pentru afişarea rezultatelor obţinute.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| MDS20150147A MD1023Z (ro) | 2015-11-09 | 2015-11-09 | Dispozitiv de măsurare a parametrilor senzorilor pe bază de oxizi semiconductori micro- şi nanostructuraţi |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| MDS20150147A MD1023Z (ro) | 2015-11-09 | 2015-11-09 | Dispozitiv de măsurare a parametrilor senzorilor pe bază de oxizi semiconductori micro- şi nanostructuraţi |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| MD1023Y MD1023Y (ro) | 2016-04-30 |
| MD1023Z true MD1023Z (ro) | 2016-11-30 |
Family
ID=55911144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| MDS20150147A MD1023Z (ro) | 2015-11-09 | 2015-11-09 | Dispozitiv de măsurare a parametrilor senzorilor pe bază de oxizi semiconductori micro- şi nanostructuraţi |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| MD (1) | MD1023Z (ro) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1597802A1 (ru) * | 1987-04-17 | 1990-10-07 | Институт радиофизики и электроники АН АрмССР | Устройство дл измерени параметров источников питани |
| RU19420U1 (ru) * | 2001-05-18 | 2001-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Связьприбор" | Устройство для измерения электрических параметров и определения места повреждения кабельных линий |
| US8263002B1 (en) * | 2008-05-16 | 2012-09-11 | University Of Central Florida Research Foundation, Inc. | Fabrication of ZnO nanorod-based hydrogen gas nanosensor |
| RU2541723C1 (ru) * | 2013-09-17 | 2015-02-20 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Донской Государственный Технический Университет" (Дгту) | Прецизионный аналого-цифровой интерфейс для работы с резистивными микро- и наносенсорами |
-
2015
- 2015-11-09 MD MDS20150147A patent/MD1023Z/ro not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1597802A1 (ru) * | 1987-04-17 | 1990-10-07 | Институт радиофизики и электроники АН АрмССР | Устройство дл измерени параметров источников питани |
| RU19420U1 (ru) * | 2001-05-18 | 2001-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Связьприбор" | Устройство для измерения электрических параметров и определения места повреждения кабельных линий |
| US8263002B1 (en) * | 2008-05-16 | 2012-09-11 | University Of Central Florida Research Foundation, Inc. | Fabrication of ZnO nanorod-based hydrogen gas nanosensor |
| RU2541723C1 (ru) * | 2013-09-17 | 2015-02-20 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Донской Государственный Технический Университет" (Дгту) | Прецизионный аналого-цифровой интерфейс для работы с резистивными микро- и наносенсорами |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| O. Lupan, V.V. Ursaki, G. Chai, L. Chow. Selective hydrogen gas nanosensor using individual ZnO nanowire with fast response at room temperature, Sensors and Actuators B: Chemical, Volume 144, Issue 1, 29 January 2010, Pages 56–66 * |
| Oleg Lupan, Guangyu Chai, Lee Chow. Novel hydrogen gas sensor based on single ZnO nanorod, Microelectronic Engineering, Volume 85, Issue 11, November 2008, Pages 2220-2225 * |
| Лозицкий Б.Н., Мельниченко И. И. Радиотехника, Электрорадиоизмерения, Энергия, Москва, 1976, с.193-194 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| MD1023Y (ro) | 2016-04-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Nenova et al. | Linearization circuit of the thermistor connection | |
| CN103968969B (zh) | 温度测量装置和可编程片上系统芯片 | |
| CN103674299B (zh) | 确定晶体管的温度的电路和方法 | |
| US20120205258A1 (en) | Digital potentiostat circuit and system | |
| CN106989847A (zh) | 铂电阻测温系统中的误差修正方法 | |
| CN111263889A (zh) | 用于运行电池传感器的方法和电池传感器 | |
| CN101943713B (zh) | 内部自检查电阻桥和方法 | |
| CN107229028B (zh) | 用于确定负载电流的方法和电池传感器 | |
| KR20140012865A (ko) | 서미스터를 이용한 온도 측정 장치 | |
| CN102288337B (zh) | 差动电阻式传感器的测量方法和装置 | |
| CN207585792U (zh) | 热电阻的信号调理电路以及具有其的温度检测装置 | |
| JPS61210965A (ja) | 低抵抗測定装置 | |
| MD1023Z (ro) | Dispozitiv de măsurare a parametrilor senzorilor pe bază de oxizi semiconductori micro- şi nanostructuraţi | |
| De Marcellis et al. | A novel current-based approach for very low variation detection of resistive sensors in wheatstone bridge configuration | |
| JP2010145373A (ja) | 抵抗測定装置 | |
| JP6270690B2 (ja) | 電磁流量計の変換器および電磁流量計の校正方法 | |
| RU2586084C1 (ru) | Многоканальный преобразователь приращения сопротивления резистивных датчиков в напряжение | |
| RU2549255C1 (ru) | Цифровой измеритель температуры | |
| Jain et al. | An efficient digitization scheme for resistive sensors interfaced through quarter bridge | |
| RU2405131C1 (ru) | Устройство измерения разности температуры c терморезистивными датчиками | |
| Arunachalam et al. | Embedded temperature monitoring and control unit | |
| CN110987223B (zh) | 一种改进的高精度铂电阻测温电路 | |
| JP3937364B2 (ja) | 電圧・抵抗発生測定装置 | |
| RU2451913C1 (ru) | Устройство для измерения температуры | |
| MD1065Z (ro) | Dispozitiv şi metodă de măsurare a rezistenţei senzorilor pe bază de oxizi semiconductori nanostructuraţi |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG9Y | Short term patent issued | ||
| KA4Y | Short-term patent lapsed due to non-payment of fees (with right of restoration) |