Термический датчик перемещений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИХ 19) 01 зю С ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ХОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТХРЬТИ ПИС ОБРЕТЕНИ ьст АВТОРСН 11- 43.В.Н,Сарыкал мерени о тк политехнический и елью повышени 31,14(088,8)свидетельство ССС1 В 7/00, 1976.видетельство СССР1 В 7/ОО, 976,и др. Датчикирования, М., Машис.254(поототип). помехоусто ельный эл евидного о ч ментнолева -а, а нагр диого кри ника.(54) (57) ТЕРМИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ПЕРЕМЕ ЩЕНИЙ, содержащий термочувствитель ный элемент и нагреватель, подключенный к источнику питания и.связы аемыи в процессе и тролируемым объекто щ и й с я тем, что, чувствительности и вости, термочувстви выполнен в виде нит реходного транзисто тель - в виде нитеви лического полупровод. дуктивного Я и емкостного 2 типов,обладающие высокой чувствитель- Оностью и точностью, но имеющие недостаточную помехоустойчивость приизменении условий внешней среды, например температуры,Наиболее близким техническим решением к изобретению является термический датчик перемещений, содержащий термочувствительный элементн нагреватель, подключенный к источнику питания и связываемый в процессе измерения с контролируемым объектом. Термочувствительный элемент Рыполнен резистивным и включен в плечо мостовой измерительной схемы,в другое плечо которой включен второй резистивный термочувствительныйэлемент, идентичный первому, но неподвергающийся нагреву Я ,Недостатком известного датчикаявляется нйзкая помехоустойчивость,так как его выходной сигнал зависитот величины и изменений сопротивления соединительных проводов, особеннопри большом ;далении регистрирующейаппаратуры от датчика.Целью изобретения является повышение чувствительности и помехоустойчивости.Поставленная цель достигаетсятем, что термочувствительный элемент 40выполнен в виде нитевидного однопереходного транзистора, а нагреватель -в виде нитевидного кристаллическогополупроводника.На фиг,1 схематично изображен предлагаемый датчик, на фиг.2 - электрическая схема его включения,1Датчик содержит термочувствительный элемент 1, выполненный в виде нитевидного кристалла 2 из полупровод никового материала, например кремния, к которому присоединены три токоподвода 3 - 5, Крайние токоподводы 3 и 5 присоединены к полупроводниковому кристаллу 2 через омические контакты,55 а средний токопровод 4 - через электронно-дырочный переход. Нитевидный полупроводниковый кристалл 2 с токопроводами 3 - 5 является линейным аналогом однопереходного транзисто ра. В непосредственной близости от термочувствительного элементаразмещен нагреватель 6, выполненный в виде нитевидного кристаллического полупроводника 7 с двумя токоподводами 8,и 9, присоединенными к нему через омические контаты.Термочувствительный элемент 1 включен в схему релаксационного генератора, содержащего, например, резисторы 10 и 11 и конденсатор 12 фиг.2). Нагреватель 6 подключен к источнику постояннного напряжения не показан). Частота колебаний, генерируемых релаксационным генератором на однопереходном транзисторе, определяется емкостью С и резисторами К в цепи генератора, а также внутрен 34 ним коэффициентом делениятранзистора, где К иК 1 - сопротивление материала кристаллического полупроводника между его токоподводами 3-4 и 3-5 соответственно.Период Т колебаний генератора определяется соотношением1Т=КС 1 п - -,- Учитывая, что К =К.7 +К 4 , это соотношение может быть преобраэовано к видуТ=КСф 1 п( в - ).КК 5Датчик работает следующим образом,При перемещении нагревателя 6 относительно термочувствительного элемента 1 изменяется внутренний коэффициент деления О, а следовательно, и частота колебаний релаксационного генератора, Например, при перемещении нагревателя вдоль термочувствнтельного элемента в направлении участка К 4 относительно его положения симметрии 0-0 сопротивление этого участка полупроводникового материала уменьшается, а сопротивление участка К увеличивается, следовательно, частота генератора увеличивается, Й наоборот, частота генератора уменьшается, когда нагреватель 6 перемещается в сторону участка К 45 термочувствительного элемента 1.Таким образом, частота ыа выходе датчиков однозначно связана с поло-.Благодаря тому, что выходным параметром датчика, несущим информаФиг.2 Составитель С.СкрыпникРедактор О.филипова Техред З.Палий Корректор А.Тяско Заказ 8527/29 Тираж 586ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 з 1125466 4 жением нагревателя. Благодаря усили-цию о положении или перемещении нательным свойствам активного термо- гревательного элемента, является час 1чувствительного элемента-транэисто- тота, существенно повышается помехора увеличивается и чувствительность устойчивость датчика. Вследствие этодатчика к перемещениям, го возможна передача информационноего сигнала на значительное расстояние и усиление его практически безискажений.