цКЮБМЮЪ ЯРПЮМХЖЮ яКСВЮИМЮЪ ЯРПЮМХЖЮ
йюрецнпхх:
юБРНЛНАХКХюЯРПНМНЛХЪаХНКНЦХЪцЕНЦПЮТХЪдНЛ Х ЯЮДдПСЦХЕ ЪГШЙХдПСЦНЕхМТНПЛЮРХЙЮхЯРНПХЪйСКЭРСПЮкХРЕПЮРСПЮкНЦХЙЮлЮРЕЛЮРХЙЮлЕДХЖХМЮлЕРЮККСПЦХЪлЕУЮМХЙЮнАПЮГНБЮМХЕнУПЮМЮ РПСДЮоЕДЮЦНЦХЙЮоНКХРХЙЮоПЮБНоЯХУНКНЦХЪпЕКХЦХЪпХРНПХЙЮяНЖХНКНЦХЪяОНПРяРПНХРЕКЭЯРБНрЕУМНКНЦХЪрСПХГЛтХГХЙЮтХКНЯНТХЪтХМЮМЯШуХЛХЪвЕПВЕМХЕщЙНКНЦХЪщЙНМНЛХЙЮщКЕЙРПНМХЙЮ
тВЕРДОТЕЛЬНЫЕ СЕНСОРЫ: ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
|
|
В литературе описано множество полупроводниковых [103; 261; 414], конденсаторных [494], резисторных [124], индуктивных и кварцевых сенсоров, так же как и приборов на их основе [27; 467; 495]. Недостатками твердотельных сенсоров является невысокая степень изменения рабочего параметра под действием «высокопроникающего излучения» и сравнительно высокая зависимость от температуры. Поэтому приборы на основе твердотельных сенсоров зачастую используют уникальные схемотехнические решения для преодоления этих трудностей. После некоторых размышлений мы решили не приводить собственные схемы, а сослаться на довольно известный прибор, разработанным В.Т. Шкатовым ещё в 2005 году (см. рис. 100). Этот прибор продемонстрировал свою функциональность в ряде совместных экспериментов. Следующий текст взят из работы [150] с разрешения автора.
Оптоэлектронный ТП-комплекс AUREOLE-001-2 предназначен для длительного дистанционного мониторинга тонкополевой структуры (ТПС) разных объектов без строгой количественной оценки измеряемого параметра — тонкого поля этих объектов. Чувствительным к ТПС элементом (датчиком) является микросхема 564ЛА7, представляющая собой четыре логические сборки 2-И-НЕ. На одной-двух сборках может быть построен релаксационный генератор, частота которого зависит от нескольких внешних величин: напряжения питания, температуры, структуры тонких полей. Если две первые величины сделать стабильными, то можно измерять третью, нас интересующую.
Выходная частота датчика достаточно большая (4-6 МГц), поэтому для согласования её с простыми аналого-цифровыми преобразователями (АЦП) с выходом на ПК (могут быть использованы мультиметры UT60G, выдающие преобразованный сигнал в формате RS-232) эту частоту желательно понижать каскадом гетеродинных преобразований. В AUREOLE-001-2 их три и, соответственно, три гетеродина. Все они кварцевые, к тому же помещены в активный термостат с точностью стабилизации температуры ± 0, 005°С. Поэтому стабильность частоты всех гетеродинов не хуже 10-8.
Плата датчика-преобразователя окружена многослойным магнитным экраном из ленточной стали Э430, толщина ленты 80 мкм. От электрических помех датчик защищён двойными стенками металлического термоса, соединённого с общим проводом электронного блока. Эти же стенки термоса, выполняющего также и свои прямые функции — пассивного стабилизатора температуры, обеспечивают оригинальную экранировку датчика от боковых ТП-помех, напрямую не связанных с экспериментом.
Рис. 100. ТП-приёмник AUREOLE-001-2 разработки В.Т.Шкатова (из [150]; опубликовано с разрешения автора).
Выходная величина прибора — частота, настраивается обычно на исходный уровень 4-6 кГц внешним оперативным регулятором и может изменяться от тонких факторов в диапазоне 0, 1-12 кГц. Амплитуда выходного сигнала 2, 5 В. В качестве источника лазерного луча-коммуникатора использован модуль южнокорейского производства со встроенным стабилизатором тока. Луч входит в прибор сбоку, отражается от 45-градусного зеркала, уходит в недра прибора, оборачивается в 90-градусной призме, соединённой с датчиком, возвращается наверх, отражается от другого 45-градусного зеркала и выходит наружу. Для удобства обращения с лучом на выходе прибора имеется ещё одно одноосевое поворотное зеркало. Все зеркала имеют поверхностное алюминиевое напыление.
Прибор AUREOLE-001-2 безотказно функционирует с 2005 года, иногда работая непрерывно месяцами. На нём сделано много мониторинговых работ по объектам как близким, так и весьма удалённым, включая разные физические объекты на Земле, в ближнем и дальнем космосе. Проводились дистанционные работы и с психофизическими объектами, включая человека [360; 496; 497].