Термический датчик перемещений Советский патент 1984 года по МПК G01B7/00 

но-измеритеяьной технике и может быть использовано, в частности, для контроля и измерения перемещений, линейных размеров и других неэлектрических величии, преобразуемых в перемещение. Известны датчики перемещений индуктивного 1 и емкостного 2 ти пов,обладающие высокой чувствительностью и точностью, но имеющие недостаточную помехоустойчивость при изменении условий внешней среды, на пример температуры. Наиболее близким техническим решением к изобретению является термический датчик перемещений, содержащий термочувствительный элемент и нагреватель, подключенный к источ нику питания и связываемый в процес се измерения с контролируемым объек том. Термочувствительный элемент РЫ полнен резистивным и включен в пле40 мостовой измерительной схемы. в другое плечо которой включен второй резистивный термочувствительный элемент, идентичный первому, но не подвергающийся нагреву |j3 . Недостатком изве.тного датчика (является низкая помехоустойчивость, так как его выходной сигнал зависит от величины и изменений сопротивления соединительных проводов,особенно при большом удалении регистрирующей аппаратуры от датчика. Целью изобретения является повышение чувствительности и помехоустойчивости. Поставленная цель достигается тем, что термочувствительный элемент выполнен в виде нитевидного однопереходного Транзистора, а нагреватель в виде нитевидного кристаллического полупроводника. На фиг.1 схематично изображен пре лагаемый датчик, на фиг. 2 - электрическая схема его включения. Датчик содержит термочувствительный элемент 1, выполненный в виде ни тевидного кристалла 2 из полупроводникового материала, например кремния ц которому присоединены три токопод вода 3-5, Крайние токоподводы 3 и 5 присоединены к полупроводниковому кристаллу 2 через омические контакты а средний токопровод 4 - через электронно-дырочный переход. Нитевидный полупроводниковый кристалл 2 с токоаналогом однопереходного транзисто-i ра. В непосредственной близости от термочувствительного элемента 1 размещен нагреватель 6, выполненный в виде нитевидного кристаллического полупроводника 7 с двумя токоподводами 8.и 9, присоединенными к нему через омические контакты, Термочувствительный элемент 1 включен в схему релаксационного генератора, содержащего, например, резисторы JO и 1 и конденсатор 12 (фиг.2). Нагреватель 6 подключен к источнику постояннного напряжения (не показан). Частота колебаний, генерируемык релаксационным генератором на однопереходном транзисторе, определяется емкостью С и резисторами R в цепи генератора, а также внутренним коэффициентом деления f н «Э5 транзистора, где К«.и - сопротивление материала кристаллического полупроводника между его токоподводами 3-4 и 3-5 соответственно, Период Т колебаний генератора определяется соотношением In-rr . Учитывая, что R R ° соотношение может быть преобразовано к виду T RC«ln(l --- ). R45 Датчик работает следующим образом. При перемещении нагревателя 6 относительно термочувствительного элемента 1 изменяется внутренний коэффициент деления П , а следовательно, и частота колебаний релаксационного генератора. Например, при перемещении нагревателя вдоль термочувствительного элемента в направлении участка R относительно его положения симметрии 0-0 сопротивление этого участка полупроводникового материала уменьшается, а сопротивление участка R V eличивается, следовательно, частота генератора увеличивается, И наоборот, частота генератора уменьшается, когда нагреватель 6 перемещается в сторону участка К втермочувствительного элемента 1. Таким образом, частота на выходе датчиков однозначно связана с поло-жением нагревателя. Благодаря усили тельным свойствам активного термочувствительного элемента-транзистора увеличивается и чувствительность датчика к перемещениям.

Благодаря тому, что выходным параметром датчика, несущим информа11254664

цию о положении или перемещении на гревательного элемента, является частота, существенно повьшается помехоустойчивость датчика. Вследствие это5 го возможна передача информ1ционного сигнала на значительное расстояние и усиление его практически без искажений.

ТЕРМИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащий термочувствительный элемент и нагреватель, подключенный к источнику питания и связываемый в процессе измерения с контролируемым объектом, отличающийся тем, что, с целью новьшения чувствительности и помехоустойчивости, термочувствительный элемент выполнен в виде нитевидного рднопереходного транзистора, а нагреватель - в виде нитевидного кристаллического полупроводника. (П С fi/8.f

и о

0

о-Н

ffff

Фиг.2