Пристрій для вимірювання вологості

Реферат: Пристрій для вимірювання вологості містить джерело постійної напруги, польовий транзистор, три резистори, біполярний транзистор, обмежувальний конденсатор, вологочутливий конденсатор та індуктивність. Перший полюс джерела постійної напруги з'єднаний з першим виводом обмежувального конденсатора та з першим виводом індуктивності, другий вивід якої з'єднаний з першим виводом вологочутливого конденсатора, з першим виводом першого резистора та з першим затвором польового транзистора, другий затвор якого з'єднано зі стоком, з другим виводом третього резистора, з другим виводом вологочутливого конденсатора, з другим виводом обмежувального конденсатора та з другим виводом джерела постійної напруги, які під'єднані до заземлення. Другий вивід першого резистора з'єднано з другим виводом другого резистора та з колектором біполярного транзистора, емітер якого з'єднаний з витоком польового транзистора. Перший вивід другого резистора з'єднано з першим виводом третього резистора та з базою біполярного транзистора. UA 119392 U (12) UA 119392 U UA 119392 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області контрольно-вимірювальної техніки і може бути використана для безупинного контролю вологості в різноманітних пристроях автоматичного керування технологічними процесами. Відомий пристрій для вимірювання вологості, який містить спеціальну плівку. На цю плівку з двох сторін напилюють електроди із золота. Таким чином плівка є діелектриком плоского конденсатора. При дії вологи на плівку змінюється ємність конденсатора. Зміна ємності конденсатора перетворюється в зміну напруги, яка за допомогою випрямляючого пристрою випрямляється і потім підсилюється до 15 В [див. Г.Виглеб. Датчики. - М.: Мир, 1989. С. 113125]. Недоліком пристрою є нелінійність і низька швидкість спрацювання, що значно ускладнює вимірювання величини відносної вологості. Найбільш близьким аналогом до запропонованої корисної моделі є інтегральний вимірювач вологості [див. Бутурлин А.Н., Крутоверцев С.А., Чистяков Ю.Д. Микроэлектронные датчики влажности. Зарубежная электронная техника. - № 9, 1984. - С. 42-43]. Пристрій містить два польових транзистори, витоки яких з'єднані між собою, на затворі одного з яких створено гребінчасту структуру вологочутливого матеріалу, джерело постійної напруги, два резистори та три диференційні каскади. Затвор транзистора з вологочутливою структурою з'єднаний з джерелом постійної напруги, затвор другого польового транзистора з'єднано з третім диференційними каскадом. Стоки обох польових транзисторів з'єднані з першим та другим диференційними каскадами, паралельно яким ввімкнені два резистори. Недоліком такого пристрою є недостатня точність вимірювання через невисоку чутливість, особливо в області низьких значень відносної вологості, що пояснюється незначними змінами струму каналу першого польового транзистора, зумовленими малими значеннями відносної вологості. В основу корисної моделі поставлена задача створення пристрою для вимірювання вологості, в якому за рахунок введення нових елементів і зв'язків між ними досягається можливість перетворення відносної вологості в частоту, що підвищує чутливість та точність вимірювання відносної вологості. Поставлена задача вирішується тим, що у пристрої для вимірювання вологості, який містить джерело постійної напруги, польовий транзистор, два резистори, згідно з корисною моделлю, введено третій резистор, біполярний транзистор, обмежувальний конденсатор, вологочутливий конденсатор та індуктивність, причому перший полюс джерела постійної напруги з'єднаний з першим виводом обмежувального конденсатора та з першим виводом індуктивності, другий вивід якої з'єднаний з першим виводом вологочутливого конденсатора, з першим виводом першого резистора та з першим затвором польового транзистора, другий затвор якого з'єднано зі стоком, з другим виводом третього резистора, з другим виводом вологочутливого конденсатора, з другим виводом обмежувального конденсатора та з другим виводом джерела постійної напруги, які під'єднані до заземлення, другий вивід першого резистора з'єднано з другим виводом другого резистора та з колектором біполярного транзистора, емітер якого з'єднаний з витоком польового транзистора, перший вивід другого резистора з'єднано з першим виводом третього резистора та з базою біполярного транзистора. На креслені наведено схему пристрою для вимірювання вологості. Пристрій складається з біполярного транзистора 1 та польового транзистора 2, емітер та витік яких між собою з'єднані, причому перший полюс джерела постійної напруги 9 з'єднаний з першим виводом обмежувального конденсатора 8 та з першим виводом індуктивності 7, другий вивід якої з'єднаний з першим виводом вологочутливого конденсатора 6, з першим виводом першого резистора 3 та з першим затвором 11 польового транзистора 2, другий затвор 10 якого з'єднано зі стоком, з другим виводом третього резистора 5, з другим виводом вологочутливого конденсатора 6, з другим виводом обмежувального конденсатора 8 та з другим виводом джерела постійної напруги 9, які під'єднані до заземлення, другий вивід першого резистора 3 з'єднано з другим виводом другого резистора 4 та з колектором біполярного транзистора 1, перший вивід другого резистора 4 з'єднано з першим виводом третього резистора 5 та з базою біполярного транзистора 1. Пристрій для вимірювання вологості працює таким чином. В початковий момент часу волога не діє на вологочутливий конденсатор 6. Підвищенням напруги джерела постійної напруги 9 до величини, коли на електродах колектор біполярного транзистора 1 та стік польового транзистора 2 виникає від'ємний опір, який приводить до виникнення електричних коливань в контурі, який утворений паралельним включенням повного опору з ємнісною складовою на електродах колектор біполярного транзистора 1 і стік польового транзистора 2 та індуктивності 7. Перший резистор 3, другий резистор 4 та третій резистор 5 1 UA 119392 U 5 утворюють дільники напруги, які здійснюють електричне живлення біполярного транзистора 1 та польового транзистора 2, а обмежувальний конденсатор 8 запобігає проходженню змінного струму через джерело постійної напруги 9. При наступній дії вологи на вологочутливий конденсатор 6 змінюється ємнісна складова повного опору на електродах колектор біполярного транзистора 1 та стік польового транзистора 2, що викликає ефективну зміну частоти коливального контуру. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 20 Пристрій для вимірювання вологості, який містить джерело постійної напруги, польовий транзистор, два резистори, який відрізняється тим, що в нього введено третій резистор, біполярний транзистор, обмежувальний конденсатор, вологочутливий конденсатор та індуктивність, причому перший полюс джерела постійної напруги з'єднаний з першим виводом обмежувального конденсатора та з першим виводом індуктивності, другий вивід якої з'єднаний з першим виводом вологочутливого конденсатора, з першим виводом першого резистора та з першим затвором польового транзистора, другий затвор якого з'єднано зі стоком, з другим виводом третього резистора, з другим виводом вологочутливого конденсатора, з другим виводом обмежувального конденсатора та з другим виводом джерела постійної напруги, які під'єднані до заземлення, другий вивід першого резистора з'єднано з другим виводом другого резистора та з колектором біполярного транзистора, емітер якого з'єднаний з витоком польового транзистора, перший вивід другого резистора з'єднано з першим виводом третього резистора та з базою біполярного транзистора. Комп’ютерна верстка О. Гергіль Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2