Устройство для преобразования изменяющейся неэлектрической величины в электрическое напряжение Советский патент 1988 года по МПК G01K7/16 

вькод

со

00

оо

N

Oi

Изобретение относится к технике электрических измерений неэлектрических величин. Цель изобретения - повышение чувстЛ вительности преобразования. При воздействии изменяющейся неэлектрической величины на датчик 1 происходит изменение величины сопротивления датчика 1, что приводит к изменению смещения между затвором и истоком транзисторов 2, II и 12 относительно их одного постоянного уровня. Это изменение смещения приводит к изменению тока, протекающего по резисторам 3, 13 и 14 в каждом каскаде и изменению величины напряжения на стоке транзисторов 2, 11 и 12. Схема устр-ва обеспечивает выбор оптимального рабочего тока датчика 1 и полевых транзисторов. 1 ил.

ГО

Изобретение относится к технике элект- ри|ческих измерений неэлектрических величин и

10

(11, 12) всегда равен уровню выходно го напряжения дифференциального усилите ля 5 (15, 16) за вычетом падения на пряжения на резисторе 7 (17, 18) из-за про текания тока затвора.

При воздействии изменяющейся неэлектрической величины на датчик I происходит изменение величины сопротивления датчика, что приводит к изменению смещения между затвором и истоком транзисторов 2, 11 и 12 относительно исходного постоянного уровня. В свою очередь это изменение смещения приводит к изменению тока, протекающего по резисторам 3. 13 и 14 в каждом каскаде, а следовательно, к изменению

может быть использовано, в частности, для измерения тепловых и световых потоKOJ.

I Цель изобретения - повыщение чувствительности преобразования за счет обес- пе чения оптимального режима питания дат- изменяющейся неэлектрической вели- чи|ны.

: На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит датчик I, включенные в истоковую цепь полевого транзис- то} а 2, сток которого через резистор 3

подключен к потенциальной шине 4 источни- ( величины напряжения на стоке полевых ка питания, дифференциальный усилитель 5,транзисторов 2, 11 и 12.

ре;.истивный делитель напряжения б, резис-Схема предлагаемого устроства обеспетор 7 и конденсатор 8, образующие ин-чивает выбор опти.мального рабочего тока

тегрирующую RC-цепь, п идентично выпол-датчика и полевых транзисторов. В таком

непных каскадов 9 и 10 (для простотырежиме реализуется максимальная обнарупо| азана ). Каскад 9 (10) состоит из 20 жительная способность датчика и одно- полевого транзистора И (12), исток кото-временно достигается минимальный порог poi o подключен к незаземленной тине чувствительности усилительных каскадов на 1, а сток через резистор 13 (14) под- полевых транзисторах. Кроме того, за счет к потенциальной щине 4 источника статистического усреднения собственных щу- пи- ания, из /дифференциального усилителя 5 усилительных каскадов отношение сиг- 15 (16), инвертирующий вход которого - подключен к средней точке резистив}юго де; ителя 6, а неинвертирующий вход к стоку полевого транзистора 11 (12), резистор 17 (18) и конденсатор 19 (20) обра; уют интегрирующую RC-цепь. Устройство 20 щейся неэлектрической величины в электри- сод:ержит также суммирующий усилитель 21, ческое напряжение по авт. св. № 838413, выполненный на операционном усилителе 22, ин1ертирующий вход которого соединен с его выходом, являющимся выходом всего устройства, через резистор 23. Выходы диффе)енциальных усилителей всех каскадов 35 разделительных RC-цепей, суммирующий сое|динены с суммирующим усилителем черезусилитель и п идентично выполненных касра2|делительные RC-цепи 24-26 цепи пита-кадов, каждый из которых включает в

ни5| дифференциальных усилителей не пока-себя полевой транзистор, два резистора,

заМь).конденсатор и дифференциальный усилитель,

|Устройство работает следуюпяим образом.п9дключенный неинвертирующим входом к

При подключенных датчике и источнике 40 потенциальной щине источника питания че- пи1{ания под действием глубокой отрица-рез один из резисторов и к стоку потелМой обратной связи в устройстве ав-левого транзистора, затвор которого подтофтически устанавливается заданный ре-ключен к общей шине устройств через

жий питания датчика 1 по постоянномуконденсатор и к выходу дифференциально-ток, причем потенциал стока Uc транзис- го усилителя через друг ой резистор, причем тор 2 определяется установленным коэф-истоки полевых транзисторов всех каскадов подключены к незаземленному выводу датчика, инвертирующие в.ходы дифференциальных усилителей всех каскадов подключены к среднему выводу резистив- величине сопротивления и умноженная на 50 ного делител напряжения, а выходы диф- чис.10 каскадов (n-j-l).ференциальных усилителей через разделительные RC-цепи подключены к входу суммирующего усилителя.

нал/шум увеличивается в п-|-Т раз.

Формула изобретения Устройство для преобразования из.меняюотличающееся тем, что, с целью повышения его чувствительности за счет обеспечения оптимального режима питания датчика, в него дополнительно введены (п+П

фициентом деления напряжения EI в делителе 6 и поэтому сила тока через датчик 1 определяется однозначно и равна отношению разности напряжений Е| и Uc к

В установившемся режиме в каждом каскаде потенциал затвора транзистора 2

(11, 12) всегда равен уровню выходного напряжения дифференциального усилителя 5 (15, 16) за вычетом падения напряжения на резисторе 7 (17, 18) из-за протекания тока затвора.

При воздействии изменяющейся неэлектрической величины на датчик I происходит изменение величины сопротивления датчика, что приводит к изменению смещения между затвором и истоком транзисторов 2, 11 и 12 относительно исходного постоянного уровня. В свою очередь это изменение смещения приводит к изменению тока, протекающего по резисторам 3. 13 и 14 в каждом каскаде, а следовательно, к изменению

величины напряжения на стоке полевых транзисторов 2, 11 и 12.

жительная способность датчика и одно- временно достигается минимальный порог чувствительности усилительных каскадов на полевых транзисторах. Кроме того, за счет статистического усреднения собственных щу- усилительных каскадов отношение сиг- - щейся неэлектрической величины в электри- ческое напряжение по авт. св. № 838413,

нал/шум увеличивается в п-|-Т раз.

Формула изобретения Устройство для преобразования из.меняюжительная способность датчика и одно- временно достигается минимальный порог чувствительности усилительных каскадов на полевых транзисторах. Кроме того, за счет статистического усреднения собственных щу- усилительных каскадов отношение сиг- - щейся неэлектрической величины в электри- ческое напряжение по авт. св. № 838413,

разделительных RC-цепей, суммирующий усилитель и п идентично выполненных касотличающееся тем, что, с целью повышения его чувствительности за счет обеспечения оптимального режима питания датчика, в него дополнительно введены (п+П