Пьезоэлектрические датчики температуры

Все датчики этого типа работают при помощи кварцевого пьезорезонатора. Вся суть работы – прямой пьезоэффект, то есть изменение линейных размеров пьезоэлемента под воздействием электрического тока. При попеременной подаче разнофазного тока с определенной частотой, пьезорезонатор колеблется, при этом частота его колебаний зависит от температуры. Зная эту зависимость, можно легко преобразовать данные о частоте колебаний резонатора в температуру.

 

40. Датчик пульсоксиметрии.

Световой сигнал, проходя через ткани, приобретает пульсирующий характер вследствие изменения объёма крови в капилярном русле при каждом сердечном сокращении. Пульсометр имеет периферический датчик, в котором находится источник света двух длин волн — 660 нм («красный») и 940 нм («инфракрасный»). Степень поглощения зависит от того, насколько гемоглобин крови насыщен кислородом (каждая молекула Hb способна присоединить максимум 4 молекулы кислорода). Фотодетектором регистрируются интенсивность проходящего ИК излучения. Усреднённое наполнение отображается монитором пульсометра.

Простой фотодиод является обыкновенным полупроводниковым диодом с р-п-переходом, на который оказывает действие оптическое излучение. При полном отсутствии светового потока, диод находится в состоянии равновесия и обладает обычными свойствами.

Действие излучения направлено перпендикулярно относительно плоскости, где расположен р-n-переход. Энергия, с которой поглощаются фотоны, превышает ширину запрещенной зоны, что приводит к возникновению электронно-дырочных пар. Данные пары, состоящие из электронов и дырок, получили наименование фотоносителей. Когда фотоносители проникают внутрь n-области, электроны и дырки, в основной массе не успевают распадаться на составляющие и подходят непосредственно к границе р-n-перехода. В этом месте происходит разделение фотоносителей с помощью электрического поля. В результате, дырки попадают в р-область. Электроны же не в состоянии пройти через поле, окружающее переход, поэтому начинается их скапливание возле n-области и у границы перехода. Таким образом, прохождение тока через переход полностью зависит от движения дырок. Данный вид тока с участием фотоносителей получил название фототока.

Под воздействием фотоносителей -дырок в р-области по отношению к n-области возникает положительный заряд. Таким же образом, n-область заряжается отрицательно относительно р-области. Происходит возникновение разности потенциалов, именуемой фото-ЭДС. Ток, сгенерированный в фотодиоде, имеет обратное значение и направление от катода к аноду. Величина этого тока возрастает в зависимости от увеличения степени освещенности.

Графики поглощения гемоглобина

Пример сигнала(желт- аналоговый, голубой- цифровой)

 

Функциональная схема

 

Принципиальная схема (монополярная)

 

41. Микроэлектромеханические системы(МЭМС) –это системы, включающие в себя взаимосвязанные механическиеИ электрические компоненты микронных размеров. С помощью соединения процессов производства интегральной схем (чипа) и процессов микро обработки (micromachining), получаются МЭМС. Микроэлектромеханические системы состоят из механических элементов, датчиков, электроники, приводов и устройств микроэлектроники, расположенных на общей кремниевой подложке. Общая структурная схема МЭМС приведена на рисунке

 

 

Как примеры:

 

⇐ Предыдущая78910111213141516

Поделиться: