Датчик уровня электропроводящей жидкости Советский патент 1984 года по МПК G01F23/24 

1

Изобретение относится к инфорMatyioHHo-измерительной технике и может быть использовано в качестве датчика уровня электропроводящих жидкостей.

Известен датчик уровня, содержащий генератор импульсов, источник питания и регистрирующее устройство с подсоединенной к нему линией задержки, которая на одном конце замкнута, а вторым концом связана с генератором импульсов lj .

Недостатками данного устройства являются пониженная разрешающая способность и чувствительность из-, мерения.

Известен делитель напряжения на МОП-транзисторе с подвижным затвором, содержащий прямоугольные сто и исток, выполненные в полупроводниковой подложке, и подвижный металлический затвор, перемещающийся по слою жидкого диэлектрика, к которому подведены два источника питания затвора и сток-истока, и ре-, гистрирующее устройство Zj.

Недостатка1 1и этого устройства являются нелинейность статической характеристики, пониженная точность обусловленная механическими колебаниями затвора, а следовательно, изменения толщины жидкого диэлектрика.

Наиболее близким к изобретению является датчик уровня электропроводящих жидкостей, содержащий протяженные в диапазоне изменения уровня сток и исток в полупроводниковой подложке, охваченной слоем ди-. электрика, электрод подложки, затвор, образованный электропроводящей жидкостью, первый источник питания, включенный между электродом подложки и затвором, и второй источник питания, подключенный к стоку и истоку и последовательно соединенный с регистрирующим прибором ,

Недостатками известного датчика являются нелинейность выходной статической характеристики, связанной с неравномерностью тока в канале между электродами и влиянием сопротивления резистивных областей стока и истока, и непостоянство чувствительности.

Цель изобретения - повьшение линейности выходной характеристики и обеспечение постоянства чувстви163212

тельности во. всем диапазоне изменений уровня жидкости.

Поставленная цель достигается тем, что в известном датчике, выпол5 ненном в виде МОП-транзистора и содержащем протяженные в диапазоне изменения уровня сток и исток в полупроводниковой подложке, охваченной слоем диэлектрика, электрод

10 подложки, затвор, образованный конт, ролируемой электропроводящей жидкостью размещенной в корпусе, первый источник питания, включенный между электродом подложки и затво15 ром, и второй источник питания,

подключенный к стоку и истоку и последовательно соединенный с регистрирующим устройством, сток и исток размещены друг относительно друга во

20 всем диапазоне на одинаковом расстоянии, при этом сечения стока и истока выполнены изменяющимися по линейному закону в противоположных направлениях во всем пазоне, причем второй источник питания подключен к торцам стока и истока с одинаковьми сечениями. На фиг. 1 показана конструкция датчика уровня электропроводящей

3Q жидкости,.,сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 2 - то же, сечение Б-Б на фиг. 1.

Датчик содержит исток 1, сток 2, расстояние между которыми постоянно, а сечение их изменяется по линейному закону в противоположных направлениях по всей длине диапазона изменений уровня. Сток и истоу. выполнены в полупроводниковой подложке 3, охваченной слоем диэлектрика 4, затвор 5 - в виде электропроводящей жидкости, заключенной в корпус 6. Датчик содержит также источник питания 7 включенный между электродом подложки 8 и затвором 5, и источник питания 9, последовательно соединенный с регистрирующим устройством 10, причем источник питания 9 подключен к стоку и истоку со стороны равных

сечений.

Устройство работает следующим образом.

При наличии напряжения на слое электропроводящей жидкости - затворе 5, подаваемого от источника питания 7, в полупроводниковой подложке 3 образуется поверхностный канал между истоком 1 и стоком 2-, последовательно с которым включен источник питания 9 и регистрирующее устройство 10. При изменении уровня жидкости изменяется сопротивление канала, что приводит к пропорциональной зависимости между входной (уровень) и выходной (электрический сигнал) величинами. 1116 5 10 214 Значительная ширина канала позволит повысить крутизну вольт-амперной характеристики, а выполнение стока и истока в виде треугольников позволяет устранить влияние изменения уровня в двух крайних положениях за счет образования равномерного токораспределения в канале между стоком и истоком. Кроме того, на значительном диапазоне измене НИН уровня обеспечивается постоянство чувствительности.

ДАТЧИК УРОВНЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩЕЙ ЖВДКОСТИ, выполненный в виде. МОП-транзистора и содержащей протяженные в диапазоне изменения уровня сток и. исток в полупроводниковой подложке, охваченной слоем диэлектрика, электрод подложки. затвор, образованный контролируемой электропроводящей жидкостью, размещенной в корпусе, первый источник питания, включенный между электродом подложки и затвором, и второй источник питания, подключенный к стоку и истоку и последовательно соединенный с регистрирующим устройством, отличающийся тем, что, с целью повышения линейности выходного сигнала и обеспечения постоя-яства чувствительности датчика во всем диапазоне изменений уровня, сток и исток размещены друг относительно друга во всем диапазоне на одийаковом расстоянии, при этом сечения сто(Л ка и истока выполнены изменяющимися по линейному закону в противос положньЬс направлениях во всем диапазоне, причем второй источник питания подключен к торцам стока и истока с одинаковыми сечениями. Ifd

Фмг./