SU1560999A1 - Photoelectric pressure transducer - Google Patents
Photoelectric pressure transducer Download PDFInfo
- Publication number
- SU1560999A1 SU1560999A1 SU884453563A SU4453563A SU1560999A1 SU 1560999 A1 SU1560999 A1 SU 1560999A1 SU 884453563 A SU884453563 A SU 884453563A SU 4453563 A SU4453563 A SU 4453563A SU 1560999 A1 SU1560999 A1 SU 1560999A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- phototransistor
- photo
- sensor
- sensitivity
- housing
- Prior art date
Links
Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано в измерительной технике, в технологических системах контрол . Цель изобретени - расширение линейного диапазона выходного сигнала и повышение чувствительности датчика - достигаетс тем, что фотоэлектрический датчик, содержащий корпус с закрепленным на упругой балке 3 световодом 4 и источник 5 излучени , снабжен фототранзистором 6, представл ющим собой МДП-транзистор с включенной в затворную цепь фотобатареей, состо щей из последовательно соединенных изолированных P-N-переходов, а также включаемым между затвором и истоком МДП-транзистора конденсатором обратной св зи, мен ющим свою емкость в зависимости от измер емого давлени . Конденсатор образован упругой балкой 3 и пластиной 7. Указанный конденсатор выполн ет функцию нелинейной нагрузки дл фотобатареи, управл ющей работой МДП-транзистора, чем достигаетс расширение линейного диапазона и повышение чувствительности датчика в диапазоне измер емого давлени . 6 ил.The invention can be used in measurement technology, in technological control systems. The purpose of the invention is to expand the linear range of the output signal and increase the sensitivity of the sensor - is achieved by the fact that the photoelectric sensor, comprising a housing with a light guide 4 fixed on an elastic beam 3 and a radiation source 5, is equipped with a phototransistor 6, which is a MIS transistor with a gate circuit photo battery consisting of series-connected isolated PN junctions, as well as a feedback capacitor connected between the gate and the source of the MOS transistor, which changes its capacitance depending on spines from measured pressure. The capacitor is formed by an elastic beam 3 and a plate 7. This capacitor performs the function of a nonlinear load for the photo battery that controls the operation of the MOS transistor, which results in an expansion of the linear range and an increase in the sensitivity of the sensor in the range of the measured pressure. 6 Il.
Description
&/./& /. /
Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени давлени .The invention relates to a measurement technique and can be used to measure pressure.
Цель изобретени - расширение диапазона измерени и повышение чувствительности датчика.The purpose of the invention is to expand the measurement range and increase the sensitivity of the sensor.
На фиг.1 представлена конструкци датчикаj на фиг.2 - схема включени его элементов в электрическую цепь на фиг.З - позиционна характеристика фотоэлектрического датчика; на фиг.4 - эквивалентна электрическа схема датчика $ на фиг.З - семейство вольтлюксных характеристик фотобатареи при различных импедансах нагруз- ки на фиг.6 - загисимость фото-ЭДС фотобатареи от ось ценности (перемещени ) .Figure 1 shows the construction of the sensor j in Figure 2 - the circuit for incorporating its elements into the electrical circuit of Figure 3; the positional characteristic of the photoelectric sensor; 4 is an equivalent electrical circuit of the sensor; FIG. 3 shows a family of volt-photo characteristics of a photo battery with different load impedances; FIG. 6 shows the photo-EMF photocell dependence on the axis of value (displacement).
В отверстие корпуса 1 вставлен подвижный шток 2, который передает .сосредоточенную силу па конец упругой консольной балки 3. К балке 3 прикреплен световод 4, посредством которого свет попадает от источника 5 излучени к фогоприемнику 6. Неподвижно закрепленна пластина 7 образует одну из обкладок конденсатора обратной св зи С0. Второй обкладкой конденсатора обратной св зи служит упруга} балка 4.A movable rod 2 is inserted into the opening of the housing 1, which transmits a concentrated force to the end of the elastic cantilever beam 3. A light guide 4 is attached to the beam 3, through which light comes from the radiation source 5 to the receiving plate 6. The fixed plate 7 forms one of the plates of the reverse capacitor connection C0. The second plate of the feedback capacitor is an elastic} beam 4.
Под действием прикладываемой к штоку 3 силы в результате изгибающей деформации конец балки 3 вместе с концом световода 4 описывает з пространстве дугу. Луч света, выход щий из конца световода 4, перемещаетс по поверхности фоточувствительной области фотоприемника 6.Under the action of a force applied to the rod 3 as a result of bending deformation, the end of the beam 3, together with the end of the light guide 4, describes an arc in space. A beam of light emanating from the end of the light guide 4 moves along the surface of the photosensitive region of the photodetector 6.
Фотоприемник б представл ет собой нолевой транзистор со структурой металл - диэлектрик - полупроводник (МДП-транзистор) и батарею фотоэлементов , включенную в затворную цепь МДП- транзистора. Фото-ЭДС, возникаю ща на фотобатарее при освещении, управл ет работой МДП-транзистора, выходной сигнал которого зависит от освещенности.The photodetector b is a metal-dielectric-semiconductor (MOSFET) zero-transistor and a photocell battery included in the gate circuit of the MOS transistor. The photo emf produced on a photo battery under illumination controls the operation of the MOS transistor, the output of which depends on the illumination.
Зависимость выходного электрического сигнала от перемещени (позиционна характеристика) представлена на фиг.2.The dependence of the output electric signal on the displacement (positional characteristic) is presented in FIG.
Наиболее удобным дл измерени вл етс диапазон изменени перемещений , при котором выходной сигнал датчика близок к линейной функции l Bblx kx, где U аых - выходное напр жение ,- х - перемещение; k - коэффициент . Диапазон линейного изменени выходного сигнала расширен путем включени между затвором и истоком МДП-транзистора конденсатора обратной св зи Сс. При этом импеданс .нагрузки цепи, в которую включена фотобатаре , состоит из импеданса затвор - исток МДП-транзистора Z зм иThe most convenient for measuring is the range of motion variation, in which the output signal of the sensor is close to the linear function l Bblx kx, where U ayh is the output voltage, - x is the displacement; k - coefficient. The range of linear variation of the output signal is expanded by switching on between the gate and the source of the MOSFET of the feedback capacitor Cc. In this case, the impedance of the load of the circuit in which the photocell is included consists of the gate impedance — the source of the MOSFET Z zm and
g импеданса емкости ос (фиг.З). Параметры емкости С0 и МДП-транзистора подобраны так, что выполн етс соотношение Z ос « Z ,„. При освещении фотобатареи переменным световым потокомg impedance capacitance wasp (fig.Z). The parameters of the capacitance C0 and MIS transistor are chosen so that the relation Z oc «Z,„ is fulfilled. When illuminating the photo battery with a variable luminous flux
5 фото-ЭДС,возникающа на фотобатарее, также вл етс переменной величиной. Дл переменной фото-ЭДС конденсатор С0 в цепи фотобатареи вл етс шунтирующей нагрузкой, включенной параллель0 но затвору МДП-транзисгора. В этом случае фото-ЭДС, прилагаема к затвору МДП-транзистора, определ етс импедансом емкости С 0. На фиг.4 представлено семейство вольтлюксных ха5 рактеристик фотобатареи при разных импедансах нагрузки. Чем больше импеданс нагрузки в цепи фотобатареи, тем больше ее фото-ЭДС.5 photo-emf arising on a photo battery is also variable. For a variable photo-emf, a capacitor C0 in the photo-battery circuit is a shunt load connected in parallel to the gate of the MIS transistor. In this case, the photo-EMF applied to the gate of the MIS transistor is determined by the impedance of the capacitor C 0. Figure 4 shows the family of volt-x characteristics of the photo-battery at different load impedances. The greater the load impedance in the photo battery circuit, the greater its photo-emf.
Под действием сосредоточенной силыUnder the influence of concentrated force
0 F происходит упруга изгибающа де- формаци балки 3, что приводит к изменению освещенности фотоприемника 60 F, an elastic bending deformation of the beam 3 occurs, which leads to a change in the luminance of the photodetector 6
от некоторой минимальной величины Еfrom some minimum value of E
мин до максимальной Е . Емкость конденплО ( кСmin to maximum E. Capacity condenser (kS
сатора Ср уменьшаетс от некоторой начальной С по С, ,„ , а импеданс растет отCp decreases from some initial C to C,, "and the impedance increases from
М Ип M Yip
Z0 до ZMt1H . Вследствие нелинейного характера зависимости фото-ЭДС фотоба тареи от освещенности (U InE) вы0 ходной сигнал ВДП-фототранзистора также нелинейно зависит от освещенности и, следовательно, от перемещени (фиг.З). Подключение к затвору МДП-транзистора шунтирующего конден5 сатора С0 позвол ет увеличить фото- ЭДС фотобатареи при уменьшении ее освещенности, чем достигаетс расширение линейного участка позиционной характеристики фотоприемника и увеличение чувствительности датчика.Z0 to ZMt1H. Due to the nonlinear nature of the photo-emf of the photobag as a function of illumination (U InE), the output signal of the VDP phototransistor also non-linearly depends on the illumination and, therefore, on the displacement (Fig. 3). Connecting a shunt capacitor C0 to the MOS transistor's gate allows an increase in the photo-EMF of a photo battery with a decrease in its illumination, which achieves an expansion of the linear portion of the positional characteristics of the photodetector and an increase in the sensitivity of the sensor.
00
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884453563A SU1560999A1 (en) | 1988-07-05 | 1988-07-05 | Photoelectric pressure transducer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884453563A SU1560999A1 (en) | 1988-07-05 | 1988-07-05 | Photoelectric pressure transducer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1560999A1 true SU1560999A1 (en) | 1990-04-30 |
Family
ID=21386851
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884453563A SU1560999A1 (en) | 1988-07-05 | 1988-07-05 | Photoelectric pressure transducer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1560999A1 (en) |
-
1988
- 1988-07-05 SU SU884453563A patent/SU1560999A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 1381411А1, кл. G 01 L 11/00, 1988. Rines С.A. Fiber-optic accelerome- ter with hydrophon application. - Applied optics, 1981, Vol.20, № 19. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5517073A (en) | Pressure sensor | |
US5917187A (en) | Pyroelectric infrared ray sensor | |
US4009447A (en) | Amplifier arrangement with zeroing device for piezoelectric transducers | |
SE8700556D0 (en) | PRESSURE TRANSMITTER | |
US4880294A (en) | Continuously variable microdiaphragm | |
SU1560999A1 (en) | Photoelectric pressure transducer | |
US4453412A (en) | Pressure sensor | |
EP1517127A2 (en) | Charge signal converting amplifier | |
JPS58106410A (en) | Distance detector | |
SU1472773A1 (en) | Pressure transducer | |
SU1755074A1 (en) | Apparatus for metering pressure | |
JP3324352B2 (en) | Piezo actuator | |
RU2066855C1 (en) | Pressure transducer | |
EP0561378B1 (en) | Movement sensor of capacitive type | |
US3502894A (en) | Angle measuring photoelectric transducer with two photocells and electroluminescent source of light | |
SU1288503A1 (en) | Device for converting linear displacements | |
SU1674065A1 (en) | Microdisplacement setting device | |
RU1811612C (en) | Electrostatic accelerometer | |
SU1497443A1 (en) | Photoelectric incremental raster transducer | |
SU1478128A1 (en) | Accelerometer | |
ITTO960934A1 (en) | CAPACITIVE POSITION SENSOR | |
RU1838754C (en) | Pressure pickup | |
SU1545115A1 (en) | Pressure pickup | |
RU2086042C1 (en) | Semiconductor brightness detector | |
SU1229561A1 (en) | Device for testing displacements |