цКЮБМЮЪ ЯРПЮМХЖЮ яКСВЮИМЮЪ ЯРПЮМХЖЮ
йюрецнпхх:
юБРНЛНАХКХюЯРПНМНЛХЪаХНКНЦХЪцЕНЦПЮТХЪдНЛ Х ЯЮДдПСЦХЕ ЪГШЙХдПСЦНЕхМТНПЛЮРХЙЮхЯРНПХЪйСКЭРСПЮкХРЕПЮРСПЮкНЦХЙЮлЮРЕЛЮРХЙЮлЕДХЖХМЮлЕРЮККСПЦХЪлЕУЮМХЙЮнАПЮГНБЮМХЕнУПЮМЮ РПСДЮоЕДЮЦНЦХЙЮоНКХРХЙЮоПЮБНоЯХУНКНЦХЪпЕКХЦХЪпХРНПХЙЮяНЖХНКНЦХЪяОНПРяРПНХРЕКЭЯРБНрЕУМНКНЦХЪрСПХГЛтХГХЙЮтХКНЯНТХЪтХМЮМЯШуХЛХЪвЕПВЕМХЕщЙНКНЦХЪщЙНМНЛХЙЮщКЕЙРПНМХЙЮ
жИДКОСТНЫЕ СЕНСОРЫ: ВЫСОКОЧАСТОТНАЯ КОНДУКТОМЕТРИЯ
|
|
Этот тип сенсоров также измеряет проводимость измерительной жидкости, однако другим методом — с помощью высокочастотной неконтактной кондуктометрии. Основой сенсорного эффекта являются процессы молекулярной и ориентационной поляризации диполей воды в объёме жидкости [485; 486]. Используются два независимых LC-осциллятора Колпитта (LC Colpitts oscillator) с высокочастотным, до 1 ГГц, транзистором в схеме с общим коллектором. Осцилляторы настроены на частоты между 10 МГц и 30 МГц. Измерительные жидкости встроены в конструкцию осцилляторов. Аналоговые части экранированы и выполнены в отдельных блоках, цифровая часть выполнена на чипе PSoC 5 CV8C5588AXI-060 с тактовой частотой 75 МГц (стабилизирована кварцевым резонатором). Изменения, вызванные действием «высокопроникающего излучения», детектируются как изменения частоты. Цифровая часть осуществляет функцию частотомера, аналого-цифрового преобразователя для датчика температуры и поддерживает USB-интерфейс. Схема может работать в режиме дифференциального датчика или же в режиме двух разночастотных датчиков. Поскольку сенсор имеет только небольшую нелинейность при малых изменениях температуры, считывание показаний происходит относительно линейной экстраполяции динамики изменения частоты.
Рис. 92. Изменения частоты высокочастотного кондуктометрического сенсора во время эксперимента со светодиодным генератором. Данные из работы [221]. Серой полосой показано время действия генератора, расстояние между генераторами и детекторами 0, 4 метра.
На рис. 92 показаны результаты тестов реакции индуктивного сенсора на воздействие светодиодного генератора. Ожидаемые значения частот — 24, 24561 МГц и 24, 24573 МГц, фактические значения частот 24, 24553 МГц и 24, 24565 МГц соответственно.
Систематическая погрешность этого метода зависит от двух факторов: а) качества температурной изоляции датчиков и б) эффективности преобразования «высокопроникающего излучения» в электрические параметры. Поскольку большой статистики для фактора б) ещё нет, на основании повторных измерений с одним и тем же источником излучения можно оценить эту погрешность на уровне < 1%. Случайная погрешность измерения частоты низкая, для чипа PSoC 5 находится на уровне 0, 01%.