Мостовая диодная схема измерительногопРЕОбРАзОВАТЕля ЕМКОСТи Советский патент 1981 года по МПК G01R17/10 G01R17/16 

Схема содержит генератор 1 переменного сигнала, конденсатор 2 связи, диоды 3 и 4, емкостный датчик 5, резистор 6 и ключевой элемент 7, упрдвляющий вход.которого подключен к общей точке диодов. Характеристика управления ключа 7 такова, что полярность напряжения, открывающая диод 3, является запирающей для ключа 7 и наоборот.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении от генератора 1 напряжения положительной полярности открывается диод 3 и через него проискорнт заряд емкостного датчика 5. Ключ 7 в это время закрыт. При отрицательной полярности напряжения генератора открывается Диод 4 и ток течет через резистор 6,, В это время открываемся ключ 7 и датчик 5 разряжается через него. При периодическом напряжении генератора 1 эти процессы повторяются. Величины зарядов, проходящих в разные полупериоды через диоды 3 и 4, зависят от величины сопротивления резистора 6 и емкости датчика 5. На конденсаторе 2 связи происходит суммирование этих зарядов и при их неравенстве на нем формируется постоянная составляющая напряжения, зависящая от емкости датчика 5 и являющаяся выходным сигналом схемы (Uii,,) .

На фиг. 2 представлен вариант схемы, у которой в обеих зарядозадающих цепях включены конденсаторы 5 и 9, параллельно которым подключены ключи 7 и 8. Эта схема может быть использована для подключения дифференциального емкостного датчика.

В качестве ключевых элементов 7 и 8 могут быть использованы -различные приборы (электронные ключи, реле и т. п.) . Например, можно использовать ключи на МОП-транзисторах (фиг. 3 ) .

Затворы транзибторов 10 и 11 подключены к общей точке диодов и управляются напряжением генератора 1, питающего схему. Транзистор 10 имеет индуцированный канал р-типа проводимости и открывается при отрицательной полярности напряжения генератора, когда диод 3 закрыт. Транзистор 11 имеет индуцированный канал

п-типа и открывается при положительном полупериоде напряжения генератора, когда закрыт диод 4.

Использование ключевого элемента BtJiecTO резистора улучшает условия работы схемы: исключается доля заряда, обусловленная протеканием тока через резистор в периоды, когда диод включенный последовательно с датчико открыт (сопротивление ключа в это время бесконечно велико ; увеличивается степень разряда емкостного датчика в периоды, когда диод закрыт (сопротивление ключа в это время мало . Это повышает крутизну преобразования относительно изменения емкости датчика в относительное изменение выходного напряжения, что повышает реальную чувствительность датчика .

Формула изобретения

Мостовая диодная схема измерительного преобразователя емкости, содержащая генератор переменного напряжения, конденсатор связи и подключенные параллельно им через встречно включенные диоды две зарядозадающие ц,епочки, по крайней мере одна из которых содержит конденсатор (емкостный датчик), отличающаяся тем, что, с целью повышения крутизны преобразования схемы, параллельно конденсатору (емкостному датчику подключен ключевой элемент, например МОП-транзистор, управляющий электрод которого соединен с общей точкой диодов, причем характеристика управления ключа такова, что полярность напряжения, являющаяся открывающей для ключа, является запирающей для последовательно соединенного с ним диода и наоборот.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3012192, кл. 32457, опублик. 1961.

2,Харрисон Д., Кервин Г.н Грегори Л.. Двухклемная интегральная мостовая схема для подключения емкостного датчика давления.- Приборы для научных исследований, 1970,

№ 12, с. 87-92 (прототип).