Radiomeasuring pressure transducer with sensitive MEMS Capacitor

Abstract

У статті представлено перетворювач тиску з частотним виходом, виконаний на основі структури здвоєного уніполярного транзистора з від'ємним опором. Вимірювальним елементом був MEMS-конденсатор, чутливий до сили. Математична модель перетворювача тиску враховує динамічні стани та дає змогу визначити напругу й струм у колі в будь-який момент роботи перетворювача. Також наведено аналітичні залежності функції перетворення та чутливості. Чутливість перетворювача лежала в межах від 0,98 кГц/кПа до 1,67 кГц/кПа. (Вимірювальний перетворювач тиску з ємнісним MEMS-вимірювальним елементом).

In the article the pressure transducer with frequency output based on the structure of the bipolar-field transistors with negative resistance and tenso sensitive MEMS capacitor has been considered. A mathematical model of the radiomeasuring pressure transducer in dynamic regime has been developed that allowed to determine the voltage or current in the circuit at any given moment in time when acting this pressure. Analytical expressions of the conversion function and sensitivity equation has been received. The sensitivity of the developed device is between 0.98 kHz/kPa to 1.67 kHz/kPa.

W artykule przedstawiony został przetwornik ciśnienia z wyjściem częstotliwościowym oparty o strukturę podwójnego tranzystora unipolarnego z ujemną rezystancją. Celę pomiarową stanowił kondensator MEMS wrażliwy na siłę. Model matematyczny przetwornika ciśnienia uwzględnia stany dynamiczne i pozwala wyznaczyć napięcie i prąd w obwodzie w dowolnym momencie pracy przetwornika. Przedstawione zostały również zależności analityczne funkcji konwersji i czułości. Czułość przetwornika zawierała się w przedziale 0,98 kHz/kPa do 1,67 kHz/kPa. (Przetwornik pomiarowy ciśnienia z pojemnościową celą pomiarową MEMS).