Мікроелектронний витратомір газу з частотним виходом

Мікроелектронний витратомір газу з частотним виходом, що містить вимірювальну камеру, чотири резистори та джерело постійної напруги, який відрізняється тим, що в нього додатково введені перший і другий термочутливі біполярні транзистори, розміщені у вимірювальній камері, біполярний транзистор, перша і друга ємності та друге джерело постійної напруги, причому перший полюс першого джерела постійної напруги з'єдна C2 2 (19) 1 3 моста на основі двох терморезисторів і двох додаткових резисторів, джерела постійної напруги, вимірювальної камери, в якій розташовані два терморезистори, порівняльної камери, в якій розташовані додаткові резистори, дільника напруги та лінеаризуючого каскаду, причому джерело постійної напруги живить вимірювальний міст, з одного плеча якого знімається напруга, а з додаткових резисторів ця напруга надходить на блок ділення напруг, а з блоку ділення напруг поділений сигнал поступає на лінеаризуючий каскад, що перетворює вхідну величину на фактичний потік витрат газу, (див Г. Виглеб. Датчики. - М.: Мир, 1989, с.83-86). Недоліком такого пристрою є низька точність виміру, що пов'язано з нестабільністю коефіцієнта ділення дільника напруг та неточністю лінеаризації функції перетворення лінеаризуючим каскадом. В основу винаходу поставлена задача створення мікроелектронного витратоміра газу з частотним виходом, в якому за рахунок введення нових блоків і зв'язків між ними відбувається перетворення витрат газу у частоту, що приводить до підвищення точності виміру газу. Поставлена задача вирішується тим, що в мікроелектронний витратомір газу з частотним виходом, який складається з вимірювальної камери, чотирьох резисторів, джерела постійної напруги, введено перший і другий термочутливі біполярні транзистори, біполярний транзистор, перша і друга ємності, друге джерело постійної напруги, причому перший полюс першого джерела постійної напруги з'єднаний з першим виводом першого резистора, а другий вивід першого резистора з'єднані з базою першого термочутливого біполярного транзистора, колектор якого підключений до першого виводу другого резистора, а другий вивід другого резистора з'єднаний з базою другого термочутливого біполярного транзистора і першим виводом третього резистора, при цьому емітер першого термочутливого біполярного транзистора з'єднаний з емітером другого термочутливого біполярного транзистора, колектор якого підключений до другого виводу третього резистора, другого виводу другої ємності, другого полюса першого джерела постійної напруги, другого полюса другого джерела постійної напруги, які утворюють загальну шину, до якої підключена друга вихідна клема, а перша вихідна клема підключена до колектора першого термочутливого біполярного транзистора, першого виводу першої ємності, емітера біполярного транзистора, база якого з'єднана з другим виводом першої ємності, першим виводом четвертого резистора, а другий вивід четвертого резистора з'єднаний з колектором біполярного транзистора, першим виводом другої ємності і першим полюсом другого джерела постійної напруги. Використання запропонованого мікроелектронного витратоміра газу з частотним виходом 88959 4 суттєво підвищує точність вимірювання інформативного параметру за рахунок виконання ємнісного елемента коливального контуру у вигляді першого і другого термочутливих біполярних транзисторів, в якому зміна повного опору на електродах колектор-колектор першого і другого термочутливих біполярних транзисторів під дією потоку газу, що проходять через вимірювальну камеру, перетворюється в ефективну зміну резонансної частоти, а також за рахунок можливості лінеаризації функції перетворення шляхом вибору величин напруг живлення. На кресленні подано схему мікроелектронного витратоміра газу з частотним виходом. Пристрій містить вимірювальну камеру 1, в якій розміщено термочутливі біполярні транзистори 2 і 3. Через резистори 4, 6 і 7 від джерел постійної напруги 5 і 12 живляться термочутливі біполярні транзистори 2 і 3 та біполярний транзистор 8. Емітер термочутливого біполярного транзистора 2 з'єднаний з емітером термочутливого біполярного транзистора 3. Паралельно колекторам термочутливих біполярних транзисторів 2 і 3 підключене послідовне коло з біполярного транзистора 8, емітер якого через ємність 9 підключено до бази біполярного транзистора 8, колектор якого через резистор 10 з'єднаний з базою біполярного транзистора 8, та ємністю 11, паралельно якій підключене друге джерело постійної напруги 12. Вихід пристрою утворений колектором термочутливого біполярного транзистора 2 і загальною шиною. Мікроелектронний витратомір газу з частотним виходом працює наступним чином. В початковий момент часу газ не проходить через вимірювальну камеру 1. Підвищенням напруги через резистори 4, 6 і 7 джерел постійної напруги 5 і 12 встановлюємо початкову температуру в термочутливих біполярних транзисторах 2 і 3, а також початкову величину резонансної частоти, яка виникає в коливальному контурі, утвореним послідовним включенням повного опору з ємнісним характером на електродах колектор-колектор термочутливих біполярних транзисторів 2 і 3 та індуктивним характером повного опору на електродах емітера і колектора біполярного транзистора 8 з фазозсуваючим колом з ємності 9 і резистора 10 за рахунок виникнення від'ємного опору на електродах колектор-колектор теормочутливих біполярних транзисторів 2 і 3. Ємність 11 запобігає проходженню змінного струму через джерело постійної напруги 12. При наступному проходженні газу через вимірювальну камеру 1 змінюється повний опір термочутливих біполярних транзисторів 2 і 3, що приводить до зміни ємнісної складової повного опору на електродах колектор-колектор термочутливих біполярних транзисторів 2 і 3, а це, у свою чергу, викликає зміну резонансної частоти коливального контуру. 5 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 88959 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601