专利名称:直读式数字传感器的制作方法
本发明属于测量仪表领域。
国内外，传感器的种类繁多，测量压力、角度、角位移等物理参数的，大多数建立在不平衡电桥的基础上，输出微弱的电压信号，易受外电磁场的干扰。由于这种信号来自不平衡电桥，其本身就属于非线性变化。在1965年曾有人描述过振膜式压力传感器，依靠压力对膜片所产生的张力，使膜片的本身的机械振动频率发生变化，从而测量压力变化的大小。但迄今仍没得到广泛的应用。
在参考了前人工作基础之上，本发明针对传统传感器所存有的电路结构复杂，稳定性能差及精度低等缺点作了改进，设计成一种以RC环振电路为基础的，测量信号输出为脉冲数字量的直读式传感器。
本发明的传感器由探头以及数字显示两部分构成，发明要点在于探头中以敏感元件电容或电阻构成RC环形振荡器，通过敏感元件电容或电阻变化直接产生频率变化。输出的频率信号同另一个与之等效的参考环振电路输出的参考信号以比值显示，成共模态。信号通过传统的分频、预置、计数等电路构成直读式数字传感器。由于传感器以振荡电路为基础，配接稳压电源就可输出方波脉冲。因此无需放大电路，避免了一般放大电路中的噪声、飘移、非线性等问题，同时电路没有模拟信号输出，因此无需电桥、标准信号源、调制与解调等电路，从而使电路大大减化。
本发明与原有技术相比，具有结构简单，体积小，重量轻，成本低，精度高，稳定性能好被测量信号的变化与输出信号呈线性关系，以及不需用二次仪表可以数字直读等优。
实施例根据本发明原理制成的压力传感器，由探头中的膜盒电容1与集成电路中的三个反向器2电阻3组成一个环振电路输出脉冲信号4。用集成电路六反器中余下的另外三个反向器6，固定的参比电容5，电阻7构成一个与第一个等效的环形振荡器输出的脉冲8作为参考信号同测量信号构成相比信号。当电压或温度波动时，由于六反器在同一集成电路中而且等效，故其比值不变形成一种共模状态。当测量信号产生变化时，通过计数电路，分频电路等直接显示测量值。传感器中振荡器发出的信号同压力的变化呈线性关系。
本压力传感器的敏感元件是一件薄薄的金属膜片，形成膜盒电容。电路采用CMOS的六反向器一块，用三个反向器构成第一个输出信号的环振，另外三个反向器构成输出参考信号的环振，前者作为计数显示，后者输出作为分频后的开关电路，及其它零件组成了直读式数字压力传感器。
附图是振荡电路示意图，1为盒膜电容，2为反向器，3为电阻，4为输出脉冲，5为参比电容，6为反向器，7为电阻，8为输出的参考脉冲。
权利要求
1.一种数字式传感器，其特征在于传感器是以RC环振电路为基础，探头的环振电路输出的信号与参考电路的环形振荡器输出参考信号构成相比信号以比值显示，成共模状态的直读式数字传感器。
2.如权利要求
1所述的探头的环振电路，其特征是由电容、两个以上的反向器及电阻组成，敏感元件可以是电容，也可以是电阻。
3.如权利要求
1所述的参考电路，其特征是由电容、两个以上的反相器及电阻组成一个与探头的环振电路等效的参考环振电路。
专利摘要
一种用于测量的直读式数字传感器，由测量探头以及数字显示两部分构成。传感器以RC环振电路为基础，通过探头中的敏感元件电容或电阻的变化使测量的环振电路输出的频率信号变化。输出信号与另一个与之等效的参考环振电路输出的信号以比值显示成共模状态。输出信号直接为数字量，从而解决了一般传感器存有的结构复杂、稳定性能差及精度低等缺点。
文档编号G01D5/12GK85103486SQ85103486
公开日1985年10月10日 申请日期1985年5月3日
发明者闵志骞 申请人:闵志骞导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan