[其他]直读式数字传感器

说明书

本发明属于测量仪表领域。

国内外传感器种类繁多，如测量压力，重量，角度，位移等等，多为不平衡电桥。1965年有人描述振膜式压力传感器，没广泛应用。1971年美国专利3，595，004报导，由两等效振荡器输出正弦波，靠混频滤波，串行输出被测压力信号。

本发明目的在于，对目前传感技术进行改进，设计成一种以参比共模态的直读式数字传感器。

本发明的传感器，由探头和数字显示两部分构成。发明要点在于，探头中以敏感元件电阻R或电容C构成R·C环形振荡器，输出方波。通过敏感元件电阻R或电容C的变化，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频率信号，通过数字显示部分的分频，计数，以频率的比值构成参比式的共模态，成为直读式的数字传感器。

本发明与现有技术对比，对不平衡电桥而言，没有标准信号源调制解调，没有桥路输出前的功放、指示仪表、A/D转换和线性校正等，只有振荡，计数等电路，且为直读式。对上述美国专利而言，省去了混频滤波电路，而且参比优于差分式共模。由此可见，本发明的传感器，具有电路最少最简，精度最高，元器件最省，线性好成本低等优点。

实施举例：以膜电容为压力传感器的敏感元件为例证说明，见附图。用具六个反向器的同一集成电路芯片，例如CMOS集成电路，构成两个环振电路。探头中膜盒电容1与三个反向器2、电阻3组成主振荡器输出测量脉冲信号4。另外三个反向器6与固定参考电容5电阻7，构成与主振荡器等效的参考振荡器，输出参考脉冲信号8。当测量信号和参考信号分别输入数字显示部分9中，经分频、计数电路之后，形成以频率比f₁/f₂值显示N值。N＝nf₁/f₂。n为比例常数。构成参比式共模态，构成直读式。这样，即成为直读式数字传感器的压力传感器，即直读式数字压力传感器。