Мікроелектронний пристрій для вимірювання витрат рідини

Реферат: Мікроелектронний пристрій для вимірювання витрат рідини складається з частотного перетворювача, загальної шини, ємності, резистора, біполярного транзистора і двох джерел постійної напруги, причому другий вивід першого резистора з'єднаний з базою біполярного транзистора, колектор якого підключено до виходу пристрою, а перший вивід першого резистора підключено до першого виводу першого джерела постійної напруги, другий вивід якого з'єднано з виходом пристрою, перший вивід ємності підключено до першого виводу другого джерела постійної напруги, а другий вивід ємності - до другого виводу другого джерела напруги та до виходу пристрою. Частотний перетворювач містить терморезистор, розташований в трубопроводі, польовий транзистор та індуктивність, при цьому перший вивід терморезистора підключено до затвора польового транзистора, стік якого з'єднаний із виходом пристрою, витік - з емітером біполярного транзистора, колектор якого підключено до другого виводу терморезистора і до першого виводу індуктивності, другий вивід якої з'єднано із першим виводом ємності та першим виводом другого джерела постійної напруги, вихід пристрою утворений колектором біполярного транзистора і загальною шиною. UA 94443 U (54) МІКРОЕЛЕКТРОННИЙ ПРИСТРІЙ ДЛЯ ВИМІРЮВАННЯ ВИТРАТ РІДИНИ UA 94443 U UA 94443 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області контролю витрат рідини та газів і може бути використана в різноманітних пристроях автоматичного управління для контролю витрат рідини, наприклад, нафти. Відомий пристрій контролю витрат рідини в трубопроводі [див. Кремлевский ПП. Расходомеры и счетчики количества. Л.: Машиностроение, 1975 г., ст. 445], який містить трубопровід, назовні якого знаходиться дротовий нагрівач, також зовні трубопроводу зліва від дротового нагрівача розміщений перший термоперетворювач, перший вивід якого з'єднаний з другим виводом першого резистора, а другий вивід - з першим виводом другого термоперетворювача, який знаходиться справа від дротового нагрівача, причому другий вивід другого термоперетворювача з'єднаний з другим виводом другого резистора, а перший вивід другого резистора з'єднаний з другим виводом третього резистора. Недоліком даного пристрою є низька його чутливість. Найбільш близьким аналогом є пристрій для контролю витрат рідини в трубопроводі (Патент України № 88155, м. кл. G01F1/66, 2014), що складається з дротового нагрівача, двох термоперетворювачів, які розміщені на поверхні трубопроводу, зліва від якого розміщений перший термоперетворювач, перший вивід якого з'єднаний з другим виводом першого резистора, а другий вивід - з першим виводом другого термоперетворювача, який знаходиться справа від дротового нагрівача, причому другий вивід другого термоперетворювача з'єднаний з другим виводом другого резистора, а перший вивід другого резистора з'єднаний з другим виводом третього резистора, перший та другий виводи третього резистора з'єднані з частотним перетворювачем, крім цього, частотний перетворювач містить перше джерело постійної напруги, перший вивід якого з'єднаний з першим виводом третього резистора, а другий - з колектором другого транзистора, база якого підключена до другого виводу четвертого резистора і першого виводу п'ятого резистора, а емітер з'єднаний з емітером першого транзистора, база якого з'єднана з другим виводом другого резистора та другим виводом третього резистора, послідовне коло з першої ємності і шостого резистора підключено до емітера і колектора третього біполярного транзистора, до колектора якого і загальної шини підключена друга ємність, паралельно якій розташоване друге джерело постійної напруги, вихід пристрою утворений колектором першого біполярного транзистора і загальною шиною. Недоліком даного пристрою є низька його чутливість і завадостійкість. В основу корисної моделі поставлена задача створення мікроелектронного вимірювача витрат рідини, в якому за рахунок введення нових елементів і зв'язків між ними досягається можливість вимірювання малих витрат рідини, що приводить до підвищення чутливості і завадостійкості контролю даного процесу. Поставлена задача вирішується тим, що мікроелектронний пристрій для вимірювання витрат рідини, який складається з частотного перетворювача, загальної шини, ємності, резистора, біполярного транзистора і двох джерел постійної напруги, причому другий вивід першого резистора з'єднаний з базою біполярного транзистора, колектор якого підключено до виходу пристрою, а першийвивід першого резистора підключено до першого виводу першого джерела постійної напруги, другий вивід якого з'єднано з виходом пристрою, перший вивід ємності підключено до першого виводу другого джерела постійної напруги, а другий вивід ємності - до другого виводу другого джерела напруги та до виходу пристрою, причому частотний перетворювач містить терморезистор, розташований в трубопроводі, польовий транзистор та індуктивність, при цьому перший вивід терморезистора підключено до затвору польового транзистора, стік якого з'єднаний із виходом пристрою, витік - з емітером біполярного транзистора, колектор якого підключено до другого виводу терморезистора і до першого виводу індуктивності, другий вивід якої з'єднано із першим виводом ємності та першим виводом другого джерела постійної напруги, вихід пристрою утворений колектором біполярного транзистора і загальною шиною. На кресленні подано схему мікроелектронного пристрою для вимірювання витрат рідини. Пристрій складається з трубопроводу 1, частотного перетворювача, загальної шини, ємності 8, резистора 4, біполярного транзистора 5 і двох джерел постійної напруги 3 і 9, причому другий вивід першого резистора 4 з'єднаний з базою біполярного транзистора 5, колектор якого підключено до виходу пристрою, а перший вивід першого резистора 4 підключено до першого виводу першого джерела постійної напруги 3, другий вивід якого з'єднано з виходом пристрою, перший вивід ємності 8 підключено до першого виводу другого джерела постійної напруги 9, а другий вивід ємності 8 - до другого виводу другого джерела напруги 9 та до виходу пристрою, причому частотний перетворювач містить терморезистор 2, розташований в трубопроводі 1, польовий транзистор 6 та індуктивність 7, при цьому перший вивід терморезистора 2 підключено до затвору польового транзистора 6, стік якого з'єднаний із виходом пристрою, витік 1 UA 94443 U 5 10 15 20 - з емітером біполярного транзистора 5, колектор якого підключено до другого виводу терморезистора 2 і до першого виводу індуктивності 7, другий вивід якої з'єднано із першим виводом ємності 8 та першим виводом другого джерела постійної напруги 9, вихід пристрою утворений колектором біполярного транзистора 5 і загальною шиною. Пристрій працює наступним чином. В початковий момент задається певна величина температури опору за рахунок протікання струму джерел постійної напруги 3 і 9. При наступному проходженні рідини через трубопровід 1 відбувається зміна температури терморезистора 2, яка пропорційна проходженню кількості рідини через трубопровід 1. Це в свою чергу призводить до зміни напруги в цьому елементі, яка змінює ємнісну складову коливального контуру автогенератора, що в свою чергу призводить до зміни частоти генерації коливального контуру. Підвищенням напруги другого джерела постійної напруги 9 до величини, коли на електродах емітер-витік біполярного та польового транзисторів 5, 6 виникає від'ємний опір, який приводить до виникнення електричних коливань в контурі, який утворений паралельним включенням повного опору з ємнісним характером на електродах емітер-витік біполярного та польового транзисторів 5, 6 та повним опором з індуктивним характером, величина індуктивності якого визначається самою ж індуктивністю 7. Ємність 8 запобігає проходженню змінного струму через друге джерело постійної напруги 9. Використання запропонованого пристрою суттєво підвищує точність виміру інформативного параметру за рахунок перетворення аналогового сигналу в частотний за допомогою частотного перетворювача, де як елементи коливального контуру використовується: ємнісного - структура на основі біполярного та польового транзисторів та індуктивного - структура на основі використання індуктивності. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 Мікроелектронний пристрій для вимірювання витрат рідини, що складається з частотного перетворювача, загальної шини, ємності, резистора, біполярного транзистора і двох джерел постійної напруги, причому другий вивід першого резистора з'єднаний з базою біполярного транзистора, колектор якого підключено до виходу пристрою, а перший вивід першого резистора підключено до першого виводу першого джерела постійної напруги, другий вивід якого з'єднано з виходом пристрою, перший вивід ємності підключено до першого виводу другого джерела постійної напруги, а другий вивід ємності - до другого виводу другого джерела напруги та до виходу пристрою, який відрізняється тим, що частотний перетворювач містить терморезистор, розташований в трубопроводі, польовий транзистор та індуктивність, при цьому перший вивід терморезистора підключено до затвора польового транзистора, стік якого з'єднаний із виходом пристрою, витік - з емітером біполярного транзистора, колектор якого підключено до другого виводу терморезистора і до першого виводу індуктивності, другий вивід якої з'єднано із першим виводом ємності та першим виводом другого джерела постійної напруги, вихід пристрою утворений колектором біполярного транзистора і загальною шиною. 2 UA 94443 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3