UA130737U

UA130737U - PRESSURE MEASUREMENT DEVICE

Info

Publication number: UA130737U
Application number: UAU201806229U
Authority: UA
Inventors: Олександр Володимирович Осадчук; Володимир Степанович Осадчук; Антон Юрійович Савицький; Ярослав Олександрович Осадчук; Володимир Васильович Лукін; Андрій Юрійович Воловик
Original assignee: Вінницький Національний Технічний Університет
Priority date: 2018-06-04
Filing date: 2018-06-04
Publication date: 2018-12-26

Abstract

Пристрій для вимірювання тиску складається з чутливого до тиску резистора, джерела напруги, конденсатора і пасивної індуктивності, другий вивід пасивної індуктивності з'єднаний з першим виводом конденсатора і першим полюсом джерела напруги. Введено біполярний транзистор, МДН-транзистор, другий конденсатор і два резистори, другий вивід чутливого до тиску резистора з'єднано з другим виводом другого конденсатора та витоком МДН-транзистора, стік МДН-транзистора з'єднано з його другим затвором та базою біполярного транзистора, крім того перший затвор МДН-транзистора через другий резистор підключено до колектора біполярного транзистора, другого виводу першого конденсатора ємності другого виводу джерела напруги та через перший резистор з'єднаний з другим виводом чутливого до тиску резистора та другим виводом першого конденсатора.The pressure measuring device consists of a pressure-sensitive resistor, a voltage source, a capacitor and a passive inductor, the second output of the passive inductance is connected to the first output of the capacitor and the first pole of the voltage source. Introduced bipolar transistor, MOS transistor, second capacitor and two resistors, second output of pressure sensitive resistor connected to second output of second capacitor and leakage of MOS transistor, drain of MOS transistor connected to its second gate, transistor and base in addition, the first gate of the MOS transistor through the second resistor is connected to the collector of the bipolar transistor, the second terminal of the first capacitor of the second output voltage source and through the first resistor is connected to the second terminal sensitive to you resistor skin and the second terminal of the first capacitor.

Description

Корисна модель належить до контрольно-вимірювальної техніки і може бути використана як сенсор тиску газів в різноманітних пристроях автоматичного керування технологічними процесами та кондиціювання виробничого і побутового мікроклімату.The useful model belongs to control and measurement equipment and can be used as a gas pressure sensor in various devices for automatic control of technological processes and conditioning of industrial and household microclimates.

Відомий пристрій для виміру тиску (А.С. СРСР Мо 1670807, кл. НО4А 19/04, 1991, Бюл. МоKnown device for measuring pressure (AS USSR Mo 1670807, class NO4A 19/04, 1991, Byul. Mo

ЗО), А.С. СРСР Мо 1670807, кл. НО4Н 19/04, 1991, Бюл. Мо 30). Пристрій складається з мембрани, розділеної на дві електрично ізольовані частини нерухомого електрода, а також мікрофонний підсилювач, в який введено два резистори і два конденсатори, одна частина нерухомого електрода приєднана до додатного полюса джерела живлення, відповідна частина мембрани через резистор приєднана до від'ємного полюса джерела живлення, друга частина нерухомого електрода приєднана до від'ємного полюса джерела живлення, відповідна частина мембрани через другий резистор приєднано до додатного полюса джерела живлення, обидві частини мембрани через роздільні конденсатори приєднано до входів мікрофонного підсилювача.ZO), A.S. USSR Mo 1670807, cl. HO4H 04/19, 1991, Bull. Mo 30). The device consists of a membrane divided into two electrically isolated parts of a fixed electrode, as well as a microphone amplifier into which two resistors and two capacitors are inserted, one part of the fixed electrode is connected to the positive pole of the power source, the corresponding part of the membrane is connected to the negative pole through a resistor power supply, the second part of the fixed electrode is connected to the negative pole of the power source, the corresponding part of the membrane through the second resistor is connected to the positive pole of the power source, both parts of the membrane are connected to the inputs of the microphone amplifier through separating capacitors.

Недоліком даного пристрою є малий діапазон вимірювання та низька чутливість, що залежать від розкиду параметрів, та геометрії чутливих елементів, а також інших, не вимірюваних параметрів досліджуваних атмосфер.The disadvantage of this device is a small measurement range and low sensitivity, which depend on the spread of parameters and the geometry of sensitive elements, as well as other, non-measurable parameters of the studied atmospheres.

Найбільш близьким аналогом є пристрій для вимірювання тиску (Патент України Мо 33403,The closest analog is a device for measuring pressure (Patent of Ukraine Mo 33403,

МПК» НО4В 19/04, опубл. 15.02.01. Бюл. Мо 1). Пристрій містить чутливий до тиску резистор, два польових транзистори, два джерела напруги, конденсатор, пасивну індуктивність, причому затвор першого польового транзистора через чутливий до тиску резистор з'єднаний з першим полюсом першого джерела напруги, другий полюс першого джерела напруги з'єднаний із стоком другого польового транзистора, витоки першого і другого польових транзисторів з'єднані між собою, а затвор другого польового транзистора з'єднаний із стоком першого польового транзистора, до якого підключена перша вихідна клема та перший вивід пасивної індуктивності, другий вивід пасивної індуктивності з'єднаний з першим виводом конденсатора і першим полюсом другого джерела напруги, другий вивід конденсатора з'єднаний з другим полюсом другого джерела напруги, стоком другого польового транзистора і другим полюсом першого джерела напруги, які утворюють загальну шину, до якої підключена друга вихідна клема пристрою.IPC" НО4В 19/04, publ. 15.02.01. Bul. Mo 1). The device contains a pressure-sensitive resistor, two field-effect transistors, two voltage sources, a capacitor, a passive inductance, and the gate of the first field-effect transistor is connected to the first pole of the first voltage source through the pressure-sensitive resistor, the second pole of the first voltage source is connected to the drain of the second field-effect transistor, the drains of the first and second field-effect transistors are connected together, and the gate of the second field-effect transistor is connected to the drain of the first field-effect transistor, to which the first output terminal and the first terminal of the passive inductance are connected, the second terminal of the passive inductance is connected to the first terminal of the capacitor and the first pole of the second voltage source, the second terminal of the capacitor is connected to the second pole of the second voltage source, the drain of the second field-effect transistor and the second pole of the first voltage source, which form a common bus to which the second output terminal of the device is connected.

Недоліком даного пристрою є недостатня точність вимірювання, що пов'язана з використанням чутливого елемента в колі живлення, а також застосування двох джерел живлення, що вимагає їх розв'язки або стабілізації.The disadvantage of this device is insufficient measurement accuracy, which is associated with the use of a sensitive element in the power circuit, as well as the use of two power sources, which requires their decoupling or stabilization.

В основу корисної моделі поставлено задачу створення пристрою для вимірювання тиску, в якому за рахунок введення нових елементів та зв'язків досягається можливість реалізації з одним джерелом живлення і чутливим до тиску резистором у колі зворотного зв'язку, що дає можливість підвищення точності вимірювання тиску.The basis of a useful model is the task of creating a device for measuring pressure, in which, due to the introduction of new elements and connections, the possibility of implementation with one power source and a pressure-sensitive resistor in the feedback circuit is achieved, which makes it possible to increase the accuracy of pressure measurement.

Поставлена задача вирішується тим, що у пристрої для вимірювання тиску, який складається з чутливого до тиску резистора, джерела напруги, конденсатора і пасивної індуктивності, другий вивід пасивної індуктивності з'єднаний з першим виводом конденсатора і першим полюсом джерела напруги, причому біполярний транзистор, МДН-транзистор, другий конденсатор і два резистори, другий вивід чутливого до тиску резистора з'єднано з другим виводом другого конденсатора та витоком МДН-транзистора, стік МДН-транзистора з'єднано з його другим затвором та базою біполярного транзистора, крім того перший затвор МДН- транзистора через другий резистор підключено до колектора біполярного транзистора, другого виводу першого конденсатора ємності другого виводу джерела напруги та через перший резистор з'єднаний з другим виводом чутливого до тиску резистора та другим виводом першого конденсатора.The problem is solved by the fact that in a device for measuring pressure, which consists of a pressure-sensitive resistor, a voltage source, a capacitor and a passive inductance, the second terminal of the passive inductance is connected to the first terminal of the capacitor and the first pole of the voltage source, and a bipolar transistor, MDN -transistor, the second capacitor and two resistors, the second terminal of the pressure-sensitive resistor is connected to the second terminal of the second capacitor and the drain of the MDN transistor, the drain of the MDN transistor is connected to its second gate and the base of the bipolar transistor, in addition, the first gate of the MDN - the transistor is connected through the second resistor to the collector of the bipolar transistor, the second output of the first capacitor, the capacity of the second output of the voltage source and through the first resistor is connected to the second output of the pressure-sensitive resistor and the second output of the first capacitor.

На кресленні наведено схему пристрою для вимірювання тиску.The diagram shows the device for measuring pressure.

Пристрій складається з біполярного транзистора 6 та МДН-транзистора 4, причому перший полюс джерела напруги 9 приєднано до першого полюса першого конденсатора 8, а через пасивну індуктивність 7 - до першого виводу чутливого до тиску резистора 1 та першим виводом другого конденсатора 3, а також емітера біполярного транзистора 6, другий вивід чутливого до тиску резистора 1 з'єднано з другим виводом другого конденсатора 3, першим виводом першого резистора 2 та витоком МДН-транзистора 4, стік МДН-транзистора 4 з'єднано з другим затворомThe device consists of a bipolar transistor 6 and an MDN transistor 4, and the first pole of the voltage source 9 is connected to the first pole of the first capacitor 8, and through the passive inductance 7 - to the first terminal of the pressure-sensitive resistor 1 and the first terminal of the second capacitor 3, as well as the emitter bipolar transistor 6, the second terminal of the pressure-sensitive resistor 1 is connected to the second terminal of the second capacitor 3, the first terminal of the first resistor 2 and the drain of the MDN transistor 4, the drain of the MDN transistor 4 is connected to the second gate

МДН-транзистора 4 та базою біполярного транзистора 6, перший затвор МДН-транзистора 4 через другий резистор 5 з'єднано з колектором біполярного транзистора 6, другим виводом другого резистора 2, другим виводом джерела напруги 9 та через перший резистор 2 - з другим виводом чутливого до тиску резистора 1 та другим виводом першого конденсатора 8.MDN transistor 4 and the base of the bipolar transistor 6, the first gate of the MDN transistor 4 through the second resistor 5 is connected to the collector of the bipolar transistor 6, the second terminal of the second resistor 2, the second terminal of the voltage source 9 and through the first resistor 2 - to the second terminal of the sensitive to the pressure of resistor 1 and the second output of the first capacitor 8.

Пристрій для вимірювання тиску працює наступним чином.The device for measuring pressure works as follows.

В початковий момент часу тиск не діє на чутливий до тиску резистор 1. За допомогою джерела напруги 9, першого резистора 2 та другого резистора 5, що утворюють дільник напруги, схема вводиться в режим, коли на ділянці кола емітер біполярного транзистора 6 - стікAt the initial moment of time, the pressure does not act on the pressure-sensitive resistor 1. With the help of the voltage source 9, the first resistor 2 and the second resistor 5, which form a voltage divider, the circuit is put into the mode when the emitter of the bipolar transistor 6 is a drain in the section of the circuit

МДН-транзистора 4 виникає від'ємний опір, який призводить до виникнення електричних коливань в контурі, який утворений паралельним ввімкненням повного опору з ємнісною складовою на електродах емітер біполярного транзистора б - стік МДН-транзистора 4 та пасивної індуктивності 7, перший конденсатор 8 запобігає проходженню змінного струму через джерело напруги 9. При наступній дії тиску на чутливий до тиску резистор 1 змінюється ємнісна складова повного опору на електродах емітер біполярного транзистора б - стік МДН- транзистора 4 та другого конденсатора 3, що викликає ефективну зміну частоти коливального контуру.MDN transistor 4 has a negative resistance, which leads to the occurrence of electrical oscillations in the circuit, which is formed by the parallel switching on of the total resistance with a capacitive component on the emitter electrodes of the bipolar transistor b - the drain of MDN transistor 4 and the passive inductance 7, the first capacitor 8 prevents the passage alternating current through the voltage source 9. When the pressure is applied to the pressure-sensitive resistor 1, the capacitive component of the total resistance on the emitter electrodes of the bipolar transistor b changes - the drain of the MDN transistor 4 and the second capacitor 3, which causes an effective change in the frequency of the oscillating circuit.

Claims

USEFUL MODEL FORMULA A pressure measuring device consisting of a pressure-sensitive resistor, a voltage source, a capacitor and a passive inductance, the second terminal of the passive inductance is connected to the first terminal of the capacitor and the first pole of the voltage source, which is distinguished by the fact that a bipolar transistor is introduced, MDN transistor, a second capacitor and two resistors, the second lead of the pressure-sensitive resistor is connected to the second terminal of the second capacitor and the drain of the MDN transistor, the drain of the MDN transistor is connected to its second gate and the base of the bipolar transistor, in addition, the first gate The MDN transistor is connected through the second resistor to the collector of the bipolar transistor, the second terminal of the first capacitor, the capacity of the second terminal of the voltage source, and through the first resistor is connected to the second terminal of the pressure-sensitive resistor and the second terminal of the first capacitor. mon pop YAT here T 7 N i i I Z | N Y yet V Y t Ok nin o Z shsh | | and , shsh j 8 still i and Shk 1 ke t pplktrtlchttnoi and I. "but Vu SHCI she and an i and i | Oh, with! pen we | | and ! : and is; | and | : ! And w | And Mon, Fri, Sat,