Использование такой схемы работы программы позволило достичь наиболее высокой точности счета импульсов. Опыт показал, что предельная погрешность измерения 6 = 0,1...0,01 % при времени измерения 0,1... 1 с в верхней точке диапазона может достигаться на компьютере с процессором 486ПХ2-66 МГц или более быстродействующем.
В заключение выражаем благодарность С.Н. Ро-манцу за неоценимую помощь в создании отдельных блоков программы.
Основные технические характеристики
Входное измеряемое напряжение, В . . . 0...10
Входное сопротивление, кОм................20
Погрешность измерения, %......... <0,1
Время измерения, с..............................0,1...10000
Число гальванически изолированных
измерительных каналов, шт....................4
Длина линии связи преобразователя
с компьютером, м ................................До 100
Потребляемая мощность
преобразователя, Вт..............................<3
Масса преобразователя, кг....................<1
Габаритные размеры, мм......................< 150 х 100 х 50
ЛИТЕРАТУРА
1. Шавлов A.B. Вторичный преобразователь автоматического прибора для теплофизических измерений // ПТЭ. \1.: Наука, Т. 43. №2. 2000. С. 206-208.
2. Федорков Б.Г., Телец В.А. Микросхемы ЦАП и АЦП: функционирование, параметры, применение. М.: Энергоиздат, 1990.
3. Шевкопляс Б.В. Микропроцессорные структуры. Инженерные решения: Справочник. М.: Радио и связь, 1990.
4. Питер Абель. Язык АССЕМБЛЕРА для IBM PC и программирования. М.: Высшая школа, 1990.
5. Фролов A.B., Фролов Г.В. Программирование модемов. М.: "Диалог-МИФИ", 1993. (Библиотека системного программиста; Т.4).
Анатолий Васильевич Шавлов — д-р физ.-мат. наук, гл. научн. сотрудник Института криосферы Зелыи СО РАН (г. Тюмень);
8 (345-2) 27-35-18
Email: shavlov@ikz.tmn.ru
Роман Яковлевич Гэрелик — аспирант того же института.
8 (345-2) 25-45-50 (дом.)
E-mail: roman@trunk.ru □
УДК 621.084.2
ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ГАЗОВЫЙ РАСХОДОМЕР
Л.А. Осипович, В.И. Гуткин
Описание разработанного авторами датчика для измерения различных параметров внешнего дыхания человека и животных. Кратко дана конструкция датчика, его технические характеристики, область применения.
Тензометрический газовый расходомер предназначен для измерения таких широко распространенных физиологических параметров внешнего дыхания человека и животных, как частота, глубина, минутный объем. При-
Тензометрический газовый расходомер
боры для определения вентиляционной функции легких (газовые расходомеры) являются неотъемлемой частью современных систем медицинского и биологического назначений.
Предлагаемый газовый расходомер относится к прессотахоспирографам — газовым расходомерам с воздушным сопротивлением потоку. Он малогабаритен, имеет электрический выход и удобен в применении. Расходомер может быть использован и в телеметрических каналах.
В датчике в воздушном потоке размещен подвижный, упругий, легкий диск, крепящийся к корпусу балкой, на которой размещен тензометрический мост. Под воздействием динамических сил потока газа диск отклоняется вместе с концом балки, что вызывает разбаланс моста и возникновение выходного электрического сигнала. В датчике использованы два серийных фольговых тензорезистора типа КФ (ТУ 25-06.2002^80) с базой 1-2 мм. Они приклеены с двух сторон балки клеем БФР-2К по специальной технологии [1, 2].
Оригинальность датчика заключается в том, что элемент сопротивления воздушному потоку — диск из бериллиевой бронзы с отверстиями — обладает новым свойством, обеспечивающим снижение нелинейности статической характеристики газового расходомера.
Общий вид датчика представлен на рисунке.
50 _ Sensors & Systems • № 4.2001
L Июо% Датчики и системы, N4/2001, черная
Page 50
Основные технические характеристики датчика
Порог чувствительности, л/мин..........................25
Пределы измерения, л/мин..................................7...500
Диаметр проходного сечения, мм........................28
Динамическое сопротивление, мм вод. ст......3...10
Нелинейность, %........................< 3-4
Чувствительность, МкВ/л/мин............................5
Масса, г..............................................................25
Простота конструкции с использованием серийных элементов позволяет рекомендовать датчики такого типа к серийному выпуску.
Консультацию по изготовлению датчика можно получить в Северо-Западном заочном политехническом университете (СЗПИ), Санкт-Петербург.
ЛИТЕРАТУРА
1. Осипович Л.А. Измеритель усилий в ремнях//Приборы и системы управления. 1994. №6.
2. Осипович Л.А. Датчики физических величин. М.: Машиностроение, 1997.
Леонид Агексеевич Осипович — д-р техн. наук, проф.;
Владимир Иванович Гуткин — д-р техн. наук, проф., заслуженный деятель науки и техники РФ. Северо-Западный заочный политехнический институт, Санкт-Петербург.
8 (812) 528-60-44 □
УДК 621.382
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ С УПРАВЛЯЮЩИМ р-л-ПЕРЕХОДОМ ДЛЯ СОЗДАНИЯ КРЕМНИЕВЫХ ПРИЕМНИКОВ ИК-ИЗЛУЧЕНИЯ
А.И. Смирнов
Отмечена возможность повышения радиационной стойкости кремниевых приемников ИК-излучения при построении схемы выделения сигнала на основе полевых транзисторов с управляющим /»-«-переходом (ПТУП). Определен оптимальный диапазон концентраций примеси (бора) на глубине затворного /»-«-перехода, обеспечивающий работоспособность ПТУП при температурах 4,2...40 К. Указан путь преодоления недостатков изготовленных структур. Предложена методика создания кремниевого ИК-фотоприемника с интегрированием потока излучения.
Рабочие температуры приемников ИК-излучения на основе примесного кремния, как правило, не превышают 40...50 К. Схемы считывания и предварительной обработки фотосигналов в таких приборах обычно строятся на основе ПЗС или МОП-транзисторных структур, сохраняющих работоспособность при охлаждении вплоть до температуры жидкого гелия (Т = 4,2 К) [1]. Однако использование МОП-структур имеет и существенные недостатки, связанные с повышенным уровнем шумов и достаточно высокой чувствительностью к воздействию ионизирующего излучения [2]. Поэтому их замена, например, ПТУП могла бы быть по крайней мере одним из возможных путей улучшения технических и эксплуатационных характеристик создаваемых приборов.
Однако возможность использования кремниевых ПТУП ограничивается неработоспособностью изготовленных по стандартной технологии структур при температурах ниже 60...70 К из-за вымораживания примеси в канале. Цель проведенных исследований — разработка такой методики изготовления, которая бы обеспечила
сохранение функциональных способностей ПТУП при охлаждении вплоть до 4,2 К.
Области канала опытных образцов кремниевых полевых транзисторов создавались на основе легирования бором. Как известно, концентрация ионизованной примеси при охлаждении может меняться очень сильно [3]. Однако по мере увеличения степени легирования кремния энергия ионизации примеси (бора) уменьшается, обращаясь в 0 при Л'., а 3 • 1018 см Это обусловлено образованием квазинепрерывной полосы примесных уровней в запрещенной зоне кремния, смыкающейся при сильном легировании с границей валентной зоны. Таким образом, при > 3 • 1018 см концентрация ионизованного бора практически перестает зависеть от температуры.
Проведенный теоретический анализ показал, что оптимальным диапазоном концентраций бора у дна затворного />-я-перехода Ма(х3), обеспечивающим работоспособность ПТУП при Т = 4,2 К, является (3,0...3,7) • 1018 см причем в пределах указанного диапазона точка оптимума зависит от конкретного значе-
Датчики и Системы • № 4.2001_ 51
L ■юо% Датчики и системы, N4/2001, черная
Page 51
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.