УДК 621.316.826
НЕГОДЕНКО О.Н., ЧЕРЕВКО С.А.
Вх.
Вых.
Вх.
Вх.

b
МИКРОЭЛЕКТРОННЫЕ ВЗАИМОИНДУКТИВНЫЕ
РЕЗОНАНСНЫЕ СЕНСОРЫ ПРИБЛИЖЕНИЯ МЕТАЛЛОВ
h
Вых.
Вх.
Вых.

Таганрогский государственный радиотехнический университет,
a
347928, г. Таганрог, ГСП-17А, пер. Некрасовский, 44,
Вых.
тел. (86344) 6-16-11, e-mail: metbis@fep.tsure.ru
a
б
в
г

Сенсоры состоят из двух индуктивно связанных планарных
Вх.
пленочных катушек различной конфигурации (рис.1, катушки условно
Вых.
Вых.
D
Вх.
Вх.
Вых.
показаны одновитковыми). Высота большого прямоугольника h=24 мм,
его основание а=14 мм (для малого прямоугольника h=13 мм, а=7 мм),
размер стороны равностороннего треугольника b=17 мм, диаметр
кольцевой катушки D=16 мм, размер ширины витков и зазора между ними
д
е
ж
с=50 мкм, число витков в прямоугольных катушках N=10, в остальных -

N=20. Первая (входная) катушка подключалась к генератору с амплитудой

синусоидальных колебаний U
Рис. 1
m вх=200 мВ, вторая (выходная) катушка
подключалась к осциллографу. Индуктивность выходной катушки вместе с

емкостью кабеля и входной емкостью осциллографа составляют
ж
д
е
последовательный колебательный контур, частота входного сигнала
1000
соответствовала резонансной частоте этого контура. В соответствии с рис.1
г
эта частота для первых двух сенсоров равна 5,9 МГц, для третьего - 8,4
МГц, для четвертого 2,9 МГц, пятого, шестого и седьмого -3,3 МГц. По
800
мере приближения к сенсору медной пластины выходной сигнал
а
уменьшается, как показано на рис.2. Уменьшение сигнала связано с
уменьшением мощности входного сигнала, идущей на создание
б
600
электромагнитного поля, с экранирующим действием медной пластины и с
, мВ
расстройкой выходного контура. Отношение выходного сигнала к
вых
входному равно добротности контура, а она больше единицы. Как видно из
m
рис.2, зона чувствительности не превышает 10 мм, графики линейны при
U 400
в
расстояниях между медной пластиной и сенсором l<(56) мм, при l=0
выходное напряжение не равно нулю и лежит в пределах (5100) мВ,
200
наивысшей чувствительностью обладает последний сенсор рис.1
(190 мВ/мм), наименьшей - третий (65 мВ/мм). Сенсоры рис.1,в,ж, (е, при
уменьшенном диаметре выходной катушки) могут быть реализованы при
одном слое металлизации.
0
2
4
6
8
10

l, мм


Рис. 2