Рис. 4.38. Схема измерителя проводимости и днэлеетрической проницаемости

ряд конденсаторов С1, С2 токами генераторов 5, 6. В течение второй серии импульсов возбуждения за-, J-I Схема ряд конденсаторов С/, С2 накапли-ГП- I-* С обработки ваегся, и в конце серии напряже-- го -L } сигналоЬ ние на выходе транзистора Т8 ока-зывается пропорциональным разностному току намагничивания материала изделия, т. е. магнитной проницаемости материала. По сигналу блока управления напряжение коллектора транзистора Тв заносится в ячейку выборки и хранения 9 (или преобразуется в цифровой код, если используется АЦП), и на выходе появляется напряжение (или цифровой код), однозначно определяющее величину магнитной проницаемости материала изделия.

Устройство, реализующее импульсный модуляционный способ измерения электрической проводимости и магнитной проницаемости, обладает высокой точностью измерения двух контролируемых величин. На точность измерения не влияют внешииз факторы: температура, влажность, внешнее магнитное поле и др., так как первичный преобразователь включен в мостовую схему и не содержит активных элементов. Для измерения контролируемых параметров нет необходимости изготавливать специальный образец. Измерение может производиться непосредственно на изделии посредством приближения к нему первичного преобразователя.

Коэффициент усиления входного каскада схемы с накоплением заряда определяется выражением

где Т,-ток эмиттера транзистора; - емкость коллектора; frp - граничная частота усиления; п - количество импульсов в серии.

Использованный в устройстве метод накопления, известный в технике как способ повышения отношения сигнал/шум, позволил повысить чувствительность и соответственно точность измерения предлагаемого устройства в Krt раз.

Таким образом, устройство обладает высокой точностью одновременного измерения электрической проводимости и магнитной проницаемости непосредственно на изделии.

Аналогично работает устройство для измерения проводимости и диэлектрической проницаемости диэлектрических и полупроводниковых материалов (рис. 4.38). Отличие состоит в том, что в схеме вместо проводников, образующих индуктивности L1 и L2, в устройстве (см. рис. 4.38) содержатся воздушные конденсаторы С}, С2, а изделие из контролируемого материала помещается в электрическое поле конденсатора С/. Возбуждаются конденсаторы импульсами напряжения прямоугольной формы генератора напряжения /. Во время первой серии импульсов по разностному напряжению сигнала на фронте импульса

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Квазистационарные импульсные электрическое и магнитное поля, характеризуемые длиной юлны высших гармонических составляющих, значительно превышающей геометрические размеры излучателя поля, можно использовать для считывания неоднородностей резистивной, индуктивной и емкостной проводимостей элементов, чувствительных к различным физическим воздействиям: геометрического положения, давления, температуры, параметров электрических и неэлектрических полей.

Индуктивный и емкостной методы считывания реализуются электронными схемами, которые не содержат элементов, подверженных деградации параметров, что имеет место при реализации оптических методов считывания. Квазистационарные магнитное и электрическое поля, формируемые переключательными схемами вычислительной техники, взаимодействуют не только с поверхностью непрозрачных ЧЭ, как в случае оптического излучения, но и позволяют использовать объем ЧЭ для повышения чувствительности к измеряемым физическим параметрам.

Вопросы пространственного разрешения при измерении физических величин решаются за счет микроминиатюризации источников излучения полей в результате применения интегральных технологий, освоенных в электронике.

Высокая чувствительность считывающих элементов при малых геометрических размерах обеспечивается за счет оптимального выбора последовательности юзбуждающих импульсов и корреляционной обработки считанного сигнала на микровольтовом уровне без использования предварительных усилителей, существенно ухудшающих отношение сигнал/шум.

Для корреляционной обработки сигналов малого уровня созданы программируемые приемники сигналов, обеспечивающие оптимальную по критерию сигнал/шум обработку сигналов малого уровня в виде амплитудно-модулированных импульсных последовательностей.

Разработанные инженерные модели считывающих элементов и функциональных узлов пригодны для проектирования широкого класса периферийных измерительных устройств с цифровым выходом. Такие устройства применяются в ряде систем цифрового технологического управления объектами.

Опыт разработки периферийных измерительных устройств на основе индуктивного и емкостного считывания не только показывает возможность решения задач одно-и двухкоординатных измерений, но и позволяет наметить решение таких актуальных проблем, как ввод в ЭВМ трехкоординатных изображений объектов, измерение трехкоординатных изображений объектов, измерение траектории некоторой точки объекта в трехмерном пространстве, дистанционное считывание кодовой информации с объектов, не имеющих источников электрической энергии, сбор информации с датчиков, расположенных на больших площадях, по радиоканалам. Для решения указанных проблем необходимо развивать микроэлектронную элементную базу программируемых генераторов и многоразрядных АЦП приемников сигналов, реализуемых на схемах накопления заряда в биполярных структурах. Такие схемные решения достаточно полно апробированы в описанных в настоящей монографии периферийных измерительных устройствах.

список ЛИТЕРАТУРЫ

.1. Усилитель с накоплением заряда / А. Д. Бех УСиМ.- 1985.- N 5.- с: 28-,в/А. Д. Бех Там1же.-

1987.- № 6.- С. 46-55.

дискретно-аналоговые методы обработки

1987.-№ 6.-С. 46-55. , „ „ г,

ктрические преобразователи информации / Под ред. л. Н. Upecnyxi

на.- М. : Машиностроение, 1974.- 432 v.. ,

4. а. с. 966718 ссср. мки g 08с 9104. Преобразователь перемещения в код/ А. Д. Бех, В. В. Чериецкий.-№ 2844345/18-24. Заявл. 15.11.79; Опубл.

5. a.c!fmf79cccptmklp g 06с 7126, g 08с 9100. Функциональный преобразователь угловых перемещений / А. Д. Бех, А. П. Гаиии. В. В. Чернецкий, С. П.Сергеев.-№ 34542)6/18-24. Заявл. 15.06.82; Опубл. 23.09.83, Бюл. № 35.

6. а. с. 1324111 ссср. Мт» н озм 1110. Преобразователь перемеш,ения в код/ А. Д. Бех, В. В. Чериецкий.-№ 4031752/24-24; Заявл. 03.03.86; Опубл. 15.07.87, Бюл. № 26. , . „ r

7 а. с. 1257669 ссср. mkip g 06с 71186. Аналоговый интегратор / А. Д. Бех.-

№ 3879254/24-24; Заявл. 29.03.85; Опубл. 15.09.86. Бюл. № 34. 8. микроэлектронные устройства СВЧ / Н. Т. Бова. Ю. Г. Ефремов, В. В.Конин

л др.- Киев : Техи1ка, 1984.- 184 9. электронные аналоговые умножители и их применение Зарубеж. радиоэлектрон.- 1982.- № 5.- С. 3-30.

радиоэлектронике an "den ideallen Operationsverstarker Elekc-5)еренциальный усилн-

1. с. 1177827 ссси. мки и ubc /112. сглаживающий дия)ференциальн«и yi-".""-.ель / А. Д Бех.- № 3710526/24-24, Заявл. 07.03.84; Опубл. 23 01.85. Бюл. № 3.

12. а. с. 1211764 ссср. мки» g 06с 7118. Устройство для интегрирования произведении двух сигналов/А. Д. Бех.-№ 3738072/24-24; Заявл. 11.05.84. Опубл. 15.02.86, Бюл. № 6.

13. эсл ис 200-1агц усилителя с мощность Электроника.- 1986.-№.7.-С. 99-100.

14. фильтры на поверхностных акустических = ренко.- М. : Радио и связь, 1984.-1272

рассеивания 2,9 Вт/ С. Золло волнах / В. С. Орлов, В. С. Бонда-

15. teopim передачи сигналов / А. Г. Зюко, Ю- Ф. Коробов.- М. : Связь, 1972.-

16. средства для линейных измерений / Б. М.ч Сорочкии, Ю. 3, Тепенбаум,

A. Г. Курочкии. Д. Д. Виноградов.-М. :Машиностроенне 1978.- 262 с.

17. mixed media input smooths data entry problems / R. Brady Data proc- 1980.-

18. нелинейные и параметрические явления в радиотехнике / А. А. Харкевич.- М. : Техиздат. 1956.- 184 с. , тт а гт .

19. полупостоянные ЗУ с механической сменой информации / Ю. Л. Авах.- J1. : Энергия, 1976.- 280 с. , . п с

20 программируемые ПЗУ иа металлизированных перфокартах / А. Д. Ьех,

B. В. Чериецкий. В. И. Дегтярук, Б.И. Павлусь Быстродейству10щие запома-нающие устройства ЭВМ : Тез, докл. респ. коиф.- Киев. 1977.- С. 12.

............. ииострое„"е ml ТГГ

22. теория сигналов Л. Френке- М. : Сов. радио, 1974.- 343 с.

23. Ql"" » статическую радиофизику / С. М. Рытов.- М. : Наука, 1966.-

24. радиотехнические цени и сигналы / И. С. Гоиоровский.-М. : Сов. радио,

25. ®"°Р" траизисторов и транзисторных схем / И. П. Степанеико.- М. :

26. С«ш:;;онное детектирование в измерительной технике и автоматике / П. И. Дех-тяреико.- Киев : Техн1ка, 1965.- 184 с.

вЙГ"шк ""ТэтТ-™"" " Филиппов.- М. :

28. цифроше датчики линейных перемещений на микрополосковых элементах / , А. Д. Бех, В. В. Чернецкий Проблемы создания преобразователей фоомы ин. формации : Тез. докл.- Киев : Наук, думка, 1984.- Ч. 2.- С. 94-96. ChSctp" л"ит Т96з"-"з1)Т*"" " кибернетики / К. Шеннон.- М. : Изд-во

30. Геория потенциальной помехоустойчивости при флуктуациониых помехах/ .В. А. Котельников.-М. : Госэнергоиздат, 1956.-226 с

31. теория передачи сигналов / А. Г. Зюко, Ю. Ф. Коробов.- М. : Связь, 1972.-

/ А. А. Харкевич.- М. : Физ\

машинная графика в автоматизирова М. : Машиностроение. 1976.- 196 с.

нэ, 1963.- 218 с. шии / Д. М. Зозулевич.-

34. автоматизация прео( П. М. Чеголин.-Ми1. . ..„„„ „ ..„„„„ .„

35. устройство ввода графической информации / А. Д. Бех, в. В. Чернецкий. А. П. Гании Приборы и------ »•-<" «

А. П. Гании Приборы и системы упр.- 1981.- № 12.- С. 7-8.

36. устройство кодирования графической информации с микроэлектронным леиием «Графокод. / А. Д. Бех, А. П. Гании. В. В. Чернецкий Прн техника эксперимента.-1980.-№ 5.-С. 250.

37. easy-to-use. High-resolution digitizer increases operator effeciency / P. C. Frank Л-Р. Journal.- 1978.- N 12.- P. 2-13

W9.-NmIp! йз!*"" """°P°«°*/W. Z. Davis Digit.

I акустических сигналов/М. И. Педаиич Ковт-

рольно-иэмер. техника.- 1977.-№ 22.-С. 15-24. 40. а. с. 369625 ссср, мки* g пс 7/02. Плата для индуктнвншх

/ А. Д. Бех, В. В. >

. . 15.02.71; bnyfiJi. 08.02.73, Бюл. № 10. " i\. взаимодействие ортогональных полосковых лниий/Д. В. Цветков Магнитные элементы г--------------- -. .. ----

С. 129-142. 42. аналитиче

лосковыми линиями / Н. в. Георгиев Вопр. радиоэлектрои. Ср. ВТ.-

1й, Б.И. Павлусь.- № 1627687/18-24;

ший/Д. В. Цветков машии- М. : Наука,

е выражения дЛя емкости и взаимной индуктивности между по-Вып 5/6 - С "565" ""Р- Радаоэлектрои. Сер. ВТ.- 1970.-

43. конструирование и расчет подосювыя устройств / Под ред. И. С. Ковалева.-

М. : Сов. радио, 1974.- 336 с. 44- основы радиоэлектроники / А. М. Кугушев, Н. С. Голубева.- М. : Энергия.

45. численные метода расчета электромагнитных полей свободных волн и колебаний IX / Л. Д. Григорьев, В. Б. Яике-

в регулярных волноводах и полых резонаторах / Л. Д. Григор вич Зарубеж. радиоэлектрои.- 1977.- № 5.- С. 43-66. 46. а. с. 357593 ссср. мки* g пс 29/00. Кассета для контроля магните

матриц/А. Д. Бех, Б. И. Павлусь; В. В. Чериецкий.-№ 1631291/18-24; Заявл. 23.02.71; Опубл. 31.10.72. BreJn. № 33. 47. к вопросу точности контроля магиитоплеиочных элементов / А. Д. Бех, Б. И. Паь-лусь, В. В. Чериецкий Запо! " " "

С. 82-89.

г устройства,- Л. : Энергия, 1974,-