SU881526A1 - Преобразователь перемещени и скорости объекта в дискретный электрический сигнал - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к системой автоматического контрол  и преобразовани  перемещений в электрический сигнал, а именно к преобразовател м перемещени  и скорости в дискретный электрический сигнал. Известны преобразователи перемеще ни  или положени  объекта,например устройство дл  измерени  положени  объекта, содержащее металл-диэлектри полупроводниковую структуру, ВЫПОЛ-, ненную в виде полупроводниковой подложки со сформировани ми в ней облас т ми истока и стока, и подвижного затвора, отделенного от подложки ело ем жидкого диэлектрика и св занного с контролируемым объектом, а также с источником сигналов управлени  пос то нного тока 1. Недостатками этого устройства  вл ютс  его ограниченна  чувствительность к микроперемещени м и невозмож ность измер ть скорость движени  объекта. Наиболее близким техническим реше нием -К изобретению  вл етс  устройство дл  измерени  положени  объекта содержащее металл-диэлектрик-полупро водниковую структуру, выполненную в виде полупроводниковой подложки со сформированнь1ми в ней област ми истока и стока, а также подвижного затвора , отделенного от подложки слоем жидкого диэлектрика, св занного с контролируемым объектом и с источником сигналов управлени  .Затвор выпол- . йен в виде нескольких жестко соединенных между собой электродов переноса зар да , а источник сигналов управлени  выполнен импульсным с несколькими выходами, соединенными с соответствующими электродами затвора. Количества электродов каждой фазы одинаковы 2. Недостатками известного устройства  вл ютс  его неспособность измер ть скорость перемещени  объекта, а также ограниченный диапазон измер емых перемещений, так как он определ етс  длиной областей стока и истока, которые,в свою очередь, завис т от размеров полупроводниковой подложки. Цель изобретени  - расширение диапазона работы преобразовател  перемещени  и скорости в дискретный электрический сигнал. Поставленна  цель достигаетс  за счет того, что в преобразователь перемещени  и скорости объекта в дискретный электрический сигнал, содержащий полупроводниковую подложку, у одного торца которой расположен входной затвор и исток с омическим контактом , соединенным через первый резистор с одним источником питани , у другого торца подложки расположен выходной затвор и сток с омическим контактом , соединенным с осциллографом и через второй резистор с другим источником питани , подвижную равномерную решетку электродов переноса зар дов и многофазный импульсный источник питани , введена неподвижна  решетка электродов переноса зар да, расположенна  в слое диэлектрика на подложке входным и выходным затворами , электроды подвижной решетки подключены к одной фазе многофазного источника питани , к другим фазам которого подключены электроды неподвижной решетки, количество электродов подвижной решетки превышает количество электродов неподвижной решетки преобразовател .

На чертеже приведено схематичное изображение преобразовател . Схема преобразовател  перемещени  и скорости объекта в дискретный электрический сигнал содержит полупроводниковую подложку 1 с проводимостью п-типа,покрытую слоем диэлектрика 2,в котором, наход тс  поликремниевые электроды 3 и 4 переноса зар да, образующие неподвижную решетку. Перед электродами 3 и 4 переноса зар да расположен входной затвор 5, а после электродов 3 и 4 переноса зар да - выходной затвор 6. Перед входным затвором 5 в полупроводниковой подложке 1 расположена входна  диффузионна  область р-типа проводимости - исток 7 с омическим контактом 8, а после выходного затвора 6 - выходна  диффузионна  область р-типа лроводимости - сток 9 с оьшческим контактом 10. Подвижна  равномерна  решетка представл ет собой последовательность электродов 11 переноса зар да, расположенных на гетинаксовой пластине 12 параллельно друг другу и на одинаковом рассто нии ( шаге) друг от. друга, которое равно  е Ь - длина электорода переноса зар да, Е рассто ние между электродами 3 и 4. Количество электродов 11 решетки превышает количе-г, ство неподвижных электродов одной фазы (например, первой фазы) по крайней мере, на единицу. Решетка выползнена с возможностью перемещени  по слою жидкого глицерина 13, нанесенного на поверх ность диэлектрика 2, и св зана с движущимс  объектом, перемещение и скорость которого контролируютс  (на чертеже не показан. Перемещение решетки возможно вдоль последовательности неподвижных электродов 3 и 4,

Исток 7 подключен к одному- источнику питани  14 через резистор 15.

Сток 9 подключен к одному источнику питани  16 через резистор 17, Электроды 3, 4 и 11 переноса зар да подключены к системе трехфазного импульсного источника питани , причем элекг трод 3 к первой фазе ф , электрод 4 подключены к третьей фазе .Ф,а электрод 11 - ко второй фазе tfe. Затвор 5 подключен к источнику импульсного питани  /,,а затвор 6 к источнику импульсного питани  Ф5

Выходные импульсы регистрируютс  сциллографом 18,соединенным со стоком 9 через контакт 10.

Устройство работает следуюгцим образом .

При движении решетки слева направо по слою жидкости диэлектрика 13 электроды 11 решетки периодически занимают среднее положение между электродами 3 и 4, При этом под действием импульсных потенциалов возникает под всеми электродами в полупроводниковой подложке 1 последовательность потенциальных  м или обедненных областей, через которые передаютс  от истока 7 к стоку 9 пакеты зар дов, Дл  этого, чтобы потенциальные  мы под подвижными электродами 11 были одинаковыми по глубине с потенциальными  мами неподвижными электродами 3 и 4, потенциал ф, по абсолютной величине должен быть больше потенциалов Ф и ф,,, так как толщина диэлектрика под электродами 11 больше толщины диэлектрика под электродами 3 и .4; После передачи зар да к стоку 9 на нагрузке по вл етс  пачка импульсов , которые регистрируютс  осциллографом 18 При дальнейшем движении решетки по слою диэлектрика 13 электроды 11 смещаютс  от среднего положени  и в полупроводнике под ними образуютс   мы, ширина которых уменьшаетс  по сравнению с потенциальными  мами под электродами 3 и 4, так как электроды 3 и 4 экранируют воздействие электродов 11 на подложку 1. В результате возникает потенциальный барьер между  мами под электродами 3 и 11, Зар ды не могут перетечь из одной  мы в другую , и на стоке 9 не по вл ютс  импульсы напр жени . При дальнейшем движении электроды 11 вновь занимают среднее положение между электродами 3 и 4 и на выходе преобразовател  снова по вл етс  пачка импульсов, регистрируема  осциллографом 18, и цикл повтор етс  снова.

Измер емое перемещение определитс  как

s--(NH)(5u-t-e),

N - количество пачек

импульсов,определ емое по осциллографу 18;

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Преобразователь перемещения и скорости объекта в дискретный электрический сигнал, содержащий полупроводниковую подложку, у одного торца которой ток ,с через ником ки расположен выходной затвор и сток с омическим контактом, соединенным с осциллографом и через второй резистор с другим источником питания, подвижную равномерную решетку электродов переноса зарядов и многофазный импульсный источник питания,о тлич ающийся тем,что,с целью расширения диапазона работы преобразователя, в него введена неподвижная решетка электродов переноса зарядов, расположенная в слое диэлектрика на подложке между входным и выходным затвором и электроды подвижной решетки подключены к одной фазе многофазного источника питания, к другим фазам которого подключены электроды неподвижной решетки, количество электродов подвижной решетки, превышает количество электродов неподвижной решетки преобразователя.