[其他]直讀式數(shù)字傳感器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 101985000003486
• 申請(qǐng)日: 1985-05-03
• 公開（公告）號(hào): CN85103486B
• 公開（公告）日: 1988-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閔志騫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 閔志騫
• 代理公司: 北京市專利事務(wù)所
• 代理人: 韓建功

一種用于測(cè)量的直讀式數(shù)字傳感器，由測(cè)量探頭以及數(shù)字顯示兩部分構(gòu)成。傳感器以ＲＣ環(huán)振電路為基礎(chǔ)，通過探頭中的敏感元件電容或電阻的變化使測(cè)量的環(huán)振電路輸出的頻率信號(hào)變化。輸出信號(hào)與另一個(gè)與之等效的參考環(huán)振電路輸出的信號(hào)以比值顯示成共模狀態(tài)。輸出信號(hào)直接為數(shù)字量，從而解決了一般傳感器存有的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、穩(wěn)定性能差及精度低等缺點(diǎn)。

本發(fā)明屬于測(cè)量?jī)x表領(lǐng)域。

國(guó)內(nèi)外傳感器種類繁多，如測(cè)量壓力，重量，角度，位移等等，多為不平衡電橋。1965年有人描述振膜式壓力傳感器，沒廣泛應(yīng)用。1971年美國(guó)專利3，595，004報(bào)導(dǎo)，由兩等效振蕩器輸出正弦波，靠混頻濾波，串行輸出被測(cè)壓力信號(hào)。

本發(fā)明目的在于，對(duì)目前傳感技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)成一種以參比共模態(tài)的直讀式數(shù)字傳感器。

本發(fā)明的傳感器，由探頭和數(shù)字顯示兩部分構(gòu)成。發(fā)明要點(diǎn)在于，探頭中以敏感元件電阻R或電容C構(gòu)成R·C環(huán)形振蕩器，輸出方波。通過敏感元件電阻R或電容C的變化，直接產(chǎn)生頻率變化。輸出的頻率信號(hào)，同另一個(gè)與之等效的參考環(huán)振電路輸出的參考頻率信號(hào)，通過數(shù)字顯示部分的分頻，計(jì)數(shù)，以頻率的比值構(gòu)成參比式的共模態(tài)，成為直讀式的數(shù)字傳感器。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比，對(duì)不平衡電橋而言，沒有標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源調(diào)制解調(diào)，沒有橋路輸出前的功放、指示儀表、A/D轉(zhuǎn)換和線性校正等，只有振蕩，計(jì)數(shù)等電路，且為直讀式。對(duì)上述美國(guó)專利而言，省去了混頻濾波電路，而且參比優(yōu)于差分式共模。由此可見，本發(fā)明的傳感器，具有電路最少最簡(jiǎn)，精度最高，元器件最省，線性好成本低等優(yōu)點(diǎn)。

實(shí)施舉例：以膜電容為壓力傳感器的敏感元件為例證說明，見附圖。用具六個(gè)反向器的同一集成電路芯片，例如CMOS集成電路，構(gòu)成兩個(gè)環(huán)振電路。探頭中膜盒電容1與三個(gè)反向器2、電阻3組成主振蕩器輸出測(cè)量脈沖信號(hào)4。另外三個(gè)反向器6與固定參考電容5電阻7，構(gòu)成與主振蕩器等效的參考振蕩器，輸出參考脈沖信號(hào)8。當(dāng)測(cè)量信號(hào)和參考信號(hào)分別輸入數(shù)字顯示部分9中，經(jīng)分頻、計(jì)數(shù)電路之后，形成以頻率比f₁/f₂值顯示N值。N＝nf₁/f₂。n為比例常數(shù)。構(gòu)成參比式共模態(tài)，構(gòu)成直讀式。這樣，即成為直讀式數(shù)字傳感器的壓力傳感器，即直讀式數(shù)字壓力傳感器。