Микроэлектронные преобразователи неэлектрических величин. Агеев О.А - 140 стр.

UptoLike

142
Для определения чувствительности ИБС к приближению вплотную мед-
ной пластины были изготовлены ИБС с гибкими катушками круглой формы
при а = 30
мм, числе витков N = 40, диаметре провода d= 0.08 мм. Затем ка-
тушкам придавались формы, показанные на рис. 105. Одна из катушек вклю-
чалась в контур автогенератора на аналоге негатрона, к выходу второй под-
ключался вольтметр В3 - 41. Экспериментально в момент баланса напряже-
ний на выходе удается установить лишь минимальное (V
0
), а не нулевое. При
поднесении вплотную к ИБС медной пластины замерялось напряжение раз-
баланса Vp. Для ИБС рис. 105, а Vp/V
0
<= 18; рис. 105, б Vp/V
0
= 10.7; рис.
105, в Vp/V
0
.= 30.9; рис. 105, г Vp/V
0
= 8.8 (V
O
=1мВ).
Как видно, наивысшей чувствительностью обладает вариант ИБС, пока-
занный на рис. 105,в. Такой вариант ИБС использовался в приставке к вольт-
метру В3 - 41 для определения проводимости воды. Катушки были выполне-
ны плоскими на пластине из оргстекла толщиной 0.5 мм с прорезями (размер
а = 20 мм, число витков N = 20, диаметр привода d = 0.08 мм). При помеще-
нии ИБС в водопроводную воду (сильно минерализованную) Vp/ V
0
= 41.7.
Это отношение при квадратной и круглой формах катушек оказалось в 2 - 3
раза меньшим [30].
В описанных выше экспериментах использовался маломощный аналог
негатрона с N-образной вольт-амперной характеристикой при токах через
транзисторы порядка 0,15 мА, в котором при поднесении металла вплотную
к ИБС не происходил срыв колебаний. При использовании же мощного ана-
лога негатрона
с S-образной ВАХ на четырех транзисторах с токами через
транзисторы порядка 40 мА при поднесении металлов к ИБС на малое рас-
стояние за счет вносимых потерь происходил срыв колебаний. Использовал-
ся ИБС с круглыми катушками диаметром а = 71
мм, числом витков N = 140,
диаметр провода d = 0.08 мм. Графики зависимости напряжения разбаланса
от расстояния Н между металлической пластиной и ИБС приведены на рис.
106. Как видно, при Н < 3 см происходит срыв колебаний. Это явление мож-
но устранить, создав больший запас по возбуждению, увеличив отрицатель-
ное сопротивление. ИБС начинает чувствовать приближение металлов на
расстоянии
35 - 42 см. Изменение толщины металлических листов (более 0,2
мм) практически не влияет на показания вольтметра из - за того, что вихре-
вые токи на частотах в единицы МГц проникают в металл на малые расстоя-
ния (0,025 - 0,125 мм). В то же время ИБС хорошо реагирует на изменение
толщины и удельного сопротивления металлических пленок толщиной менее
1 мкм.
Такой
ИБС реагирует и на приближение диэлектриков (рис. 107). Ув-
лажнение поверхности диэлектриков увеличивает напряжение разбаланса в
5-10 раз. Несмотря на явную чувствительность ИБС к влажности диэлектри-
ков, использование их для определения влажности рыхлых, сыпучих и твер-
дых диэлектриков затруднено из - за неконтролируемости загрязнений ди-
электриков веществами, диссоциирующими в воде.