Датчик уровня электропроводящей жидкости

 

ДАТЧИК УРОВНЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩЕЙ ЖВДКОСТИ, выполненный в виде . МОП-транзистора и содержащей протяженные в диапазоне изменения уровня сток и. исток в полупроводниковой подложке, охваченной слоем диэлектрика, электрод подложки. затвор, образованный контролируемой электропроводящей жидкостью, размещенной в корпусе, первый источник питания, включенный между электродом подложки и затвором, и второй источник питания, подключенный к стоку и истоку и последовательно соединенный с регистрирующим устройством, отличающийся тем, что, с целью повышения линейности выходного сигнала и обеспечения постоя-яства чувствительности датчика во всем диапазоне изменений уровня, сток и исток размещены друг относительно друга во всем диапазоне на одийаковом расстоянии, при этом сечения сто (Л ка и истока выполнены изменяющимися по линейному закону в противос положньЬс направлениях во всем диапазоне , причем второй источник питания подключен к торцам стока и истока с одинаковыми сечениями. Ifd

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) ЗШ G 01 F 23/24 б б

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИбб

Н ASTOPCHOIVlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ б

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3228077/24-10 (22) 3 1.12.80 (46) 30.09.84. Бюл. М - 36 (72) В.П. Ястребцев, Ю.M. Гусев, Ю.П. Ястребцов и С.В. Ярмоленко (71) Уфимский авиационный институт им. С. Орджоникидзе (53) 681.128.6(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 252649, кл. С 01 F 23/12, 1962.

2. Окамото, Уган.Делитель напряжения на ИОП-транзисторе.

ТИИЭР, 1972, N - 10.

3. Авторское свидетельство СССР

В 691678, кл. G 01 В 7/00, 1972 (прототип) . (54) (57) ДАТЧИК УРОВНЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩЕЙ ЖИДКОСТИ, выполненный в виде. МОП-транзистора и содержащий протяженные в диапазоне изменения уровня сток и исток в полупроводниковой подложке, охваченной слоем диэлектрика, электрод подложки, затвор, образованный контролируемой электропроводящей жидкостью, размещенной в корпусе, первый источник питания, включенный между электродом подложки и затвором, и второй источник питания, подключенный к стоку и истоку и последовательно соединенный с регистрирующим устройством, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения линейности выходного сигнала и обеспечения постоянства чувствительности датчика во всем диапазоне изменений уровня, сток и исток размещены друг относительно друга во всем диапазоне на оди1(аковом расстоянии, при этом сечения стока и истока выполнены изменяющимися по линейному закону в противоположных направлениях во всем диапазоне, причем второй источник питания подключен к торцам стока и истока с одинаковыми сечениями.

1 116321

10!

25

40

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в качестве датчика уровня электропроводящих жидкостей.

Известен датчик уровня, содержащий генератор импульсов, источник питания и регистрирующее устройство с подсоединенной к нему линией задержки, которая на одном конце зам кнута, а вторым концом связана с генератором импульсов (1) .

Недостатками данного устройства являются пониженная разрешающая способность и чувствительность из-. мерения.

Известен делитель напряжения на ИОП-транзисторе с подвижным затвором, содержащий прямоугольные сток и исток, выполненные в полупроводниковой подложке, и подвижный металлический затвор, перемещающийся по слою жидкого диэлектрика, к которому подведены два источника питания затвора и сток-истока, и ре-. гистрирующее устройство (21 .

Недостатками этого устройства являются нелинейность статической характеристики, пониженная точность, обусловленная механическими колебаниями затвора, а следовательно, изменения толщины жидкого диэлектрика.

Наиболее близким к изобретению I является датчик уровня электропроводящих жидкостей, содержащий протяженные в диапазоне изменения уровня сток и исток в полупроводниковой подложке, охваченной слоем ди-. электрика, электрод подложки, затвор, образованный электропроводящей жидкостью, первый источник питания, . включенный между электродом подложки и затвором, и второй источник питания, подключенный к стоку и истоку и последовательно соединенный с регистрирующим прибором (31 .

Недостатками известного датчика являются нелинейность выходной статической характеристики, связанной с неравномерностью тока в канале между электродами и влиянием сопротивления резистивных областей стока и истока, и непостоянство чувствительности.

Цель изобретения — повышение линейности выхоцной характеристики и обеспеченн постоянства чувствительности во всем диапазоне изменений уровня жидкости.

Поставленная цель достигается тем, что в известном датчике, выполненном в виде МОП-транзистора и содержащем протяженные в диапазоне изменения уровня сток и исток в полупроводниковой подложке, охваченной слоем диэлектрика, электрод подложки, затвор, образованный конт, ролируемой электропроводящей жидкостью размещенной в корпусе, первый источник питания, включенный между электродом подложки и затвором, и второй источник питания, подключенный к стоку и истоку и последовательно соединенный с регистрирующим устройством, сток и исток размещены друг относительно друга во всем диапазоне на одинаковом расстоянии, при этом сечения стока и истока выполнены изменяющимися по линейному закону в противоположных направлениях во всем диапазоне, причем второй источник питания подключен к торцам стока и истока с одинаковыми сечениями.

На фиг. 1 показана конструкция датчика уровня электропроводящей жидкости, сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 2 — то же, сечение Б-Б на фиг. 1.

Датчик содержит исток 1, сток

2, расстояние между которыми постоянно, а сечение их изменяется по линейному закону в противополож— ных направлениях по всей длине диапазона изменений уровня. Сток и исток выполнены в полупроводниковой подложке 3, охваченной слоем диэлектрика 4, затвор 5 — в виде электропроводящей жидкости, заключенной в корпус 6. Датчик содержит также источник питания 7, включенный между электродом подложки

8 и затвором 5, и источник питания

9, последовательно соединенный с регистрирующим устройством 10, причем источник питания 9 подключен к стоку и истоку со стороны равных сечений.

Устройство работает следующчм образом. При наличии напряжения на слое электропроводящей жидкости — затворе 5, подаваемого от источника пи-. тания 7, в полупроводниковой под3 ложке 3 образуется поверхностный канал между истоком 1 и стоком 2-, последовательно с которым включен источник питания 9 и регистрирующее устройство 10.

При изменении уровня жидкости изменяется сопротивление канала, что приводит к пропорциональной зависимости между входной (уровень) и выходной (электрический сигнал) величинами.

1116321

Значительная ширина канала позво. лит повысить крутизну вольт-амперной характеристики, а выполнение стока и истока в виде треугольников позволяет устранить влияние изменения уровня в двух крайних положениях за счет образования равномерного токораспределения в канале между стоком и истоком. Кроме того, 10 на значительном диапазоне измене— ния уровня обеспечивается постоянство чувствительности.

1116321

Составитель Т. Иноземцева

Редактор M. Дылын ТехредМ. Гергель Корректор В. Бутяга

Заказ 6918/33 Тираж 609 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 .Филиал ЛПП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4