[其他]时间分割多功能传感技术

权利要求书

1、一种根据被测对象热交换特性变化取得电信号的测量方法和装置，其特征在于采用交替工作在反向击穿和正向导通两种状态的p-n结[1]，以其处于向反击穿状态时产生的热量使[1]的温度高于被测介质环境温度，向被测介质散发热量，以其处于正向导通状态时的结电压测量由于被测介质热交换性质变化而引起的[1]的温度变化，通过测量与[1]处于反向击穿状态时的加热功率或加热电流变化量，或通过测量[1]处于正向导通状态时的正向电压变化量，获得反映被测介质流速、流量、导热系数、成份、真空度变化的电信号。

2、根据1，采用两个或两个以上各自分别处于上述正反向交替工作状态的p-n结，置于待测流场中不同空间位置，通过测量对应反向击穿加热功率或加热电流或正向电压之差获得反映被测介质流速、流量、导热系数、成分、真空度变化的电信号。

3、根据2，在进行上述测量时有一个交替双向导通的p-n结置于参考流场中。

4、根据2或3，分别保持上述p-n结反向击穿加热功率不变，以其对应正向电压之差为输出信号，或分别保持上述p-n结正向电压不变，以其对应加热功率或反向电流之差为输出信号。

5、根据1，〔1〕正向导通和反向击穿状态交替的频率在0.1赫兹到1000赫兹之间，在状态交替的一个周期内，正向导通时间与反向击穿时间的比在10^-3到10³范围内。

6、根据4，交流电源〔7〕输出的电压信号经过正反向供电分离电路〔8〕分别向交替工作在反向击穿和正向导通状态置于被测流场中的p-n结〔9〕和置于参考流场中的p-n结〔10〕供电，〔9〕和〔10〕的正向电压分别输入差分放大器〔11〕的两个输入端，〔11〕输出的电压信号加在有源滤波器〔12〕的输入端上，〔12〕的输出电压（或电流）由指示仪表〔13〕显示。

7、根据6，〔7〕输出的电压信号是正弦波、方波或其他任何正负半周不对称或不规则的交流电压。

8、根据6，〔8〕的构成方式如下，交流电源输出端〔14〕与电阻〔15〕、〔16〕公共端相联，〔15〕的另一端与二极管〔17〕正端相联，〔16〕的另一端与二极管〔18〕负端相联，〔17〕的负端与〔18〕的正端相联，再与用于测量的p-n结〔1〕的一端相联结。

9、根据6，〔8〕的另一种构成方式如下，交流电源的输出端〔14〕与电阻〔21〕〔22〕的公共端相联，〔21〕另一端与n-p-n型晶体管〔23〕基极相联，〔23〕集电极与直流电源正极〔24〕相联，〔22〕另一端与二极管〔25〕负端相联，〔25〕正端与〔23〕发射极相联，再与用于测量的处于正反向交替工作状态的p-n结〔1〕负端相联。

10、根据6，〔8〕还有一种构成方式，交流电源的输出端〔14〕与电阻〔28〕、〔29〕公共端相联，〔28〕另一端与p-n-p型晶体管〔30〕基极相联，〔30〕集电极与直流电源负极〔31〕相联，〔29〕另一端与二极管〔32〕正端相联，〔32〕负端与〔30〕发射极相联，再与用于测量的处于正反向交替工作状态的p-n结〔1〕正端相联。

11、根据9或10，〔23〕或〔30〕是分别由两个以上晶体管构成的复合管。

12、根据1，〔1〕由M个同向串联的p-n结构成，其中M是任何大于1的正整数。

13、根据6，在二极管〔47〕与电阻〔42〕的串联电路上有电位器〔43〕，在用于测量的二极管〔49〕、〔50〕与差分放大器输入端之间分别串联二极管〔51〕和〔52〕，采用同一只运算放大器〔59〕兼作差分放大和低通滤波。