SAMOOSCYLACYJNY PARAMETRYCZNY CZUJNIK WILGOTNOŚCI Z CZĘSTOTLIWOŚCIOWYM SYGNAŁEM WYJŚCIOWYM

Opracowano samooscylujący parametryczny czujnik wilgotności realizujący zasadę konwersji „wilgotność-częstotliwość” do hybrydowego układu scalonego opartego na mikroelektronicznej strukturze tranzystorowej o ujemnej rezystancji różnicowej, w której elementem czułym na wilgotność jest rezystor typu HR202 typ. Na potrzeby wyznaczania parametrów samooscylującego parametrycznego czujnika wilgotności z wyjściem częstotliwościowym opracowano model matematyczny uwzględniający wpływ wilgoci na czuły element rezystancyjny, będący integralną częścią urządzenia. Na podstawie modelu matematycznego uzyskuje się wyrażenia analityczne dla funkcji transformacji i równania wrażliwości. Pokazano, że główny udział w funkcji konwersji ma wilgotność względna. Symulacja komputerowa i badania eksperymentalne samooscylującego parametrycznego czujnika wilgotności z wyjściowym sygnałem częstotliwościowym przyczyniły się do uzyskania głównych parametrów i charakterystyk, takich jak zależność częstotliwości generacji od zmian wilgotności względnej w zakresie od 30% do 99%, zmiana czułości na wilgotność względną, zależność składowej czynnej i reaktywnej impedancji w zakresie częstotliwości od 50 kHz do 2 GHz; współczynnika fali stojącej, zmiany wielkości logarytmicznej i widma sygnału wyjściowego parametrycznego czujnika wilgotności przy częstotliwościowym sygnale wyjściowym w zakresie częstotliwości LTE-800 Downlink. Uzyskane charakterystyki elektryczne potwierdzają sprawność opracowanego urządzenia. Czułość opracowanego samooscylującego parametrycznego czujnika wilgotności w zakresie zmian wilgotności względnej od 30% do 99% przyjmuje wartość od 332,8 kHz/% do 130,2 kHz/%.