Интегральный преобразователь давления

 

ИНТЕГРАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ, содержащий прямоугольную полупроводниковую мембрану и тензорезисторы одного типа проводимости, раэмеценЕПле на мембране и включенные по мостовой схеме,отличающ и и с я тем, что, с целью повышения чувствительности и уменьшения Габаритов преобразователя, в нем тензорезисторы ориентированы вдоль длинной стороны мембраны, причем два тензорезистора, включенные в противоположные плечи моста, размещены на периферии мембраны в середине ее длинных сторон, а два других - в ,цёнтре мембраны.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

DIIW

РЕСПУБЛИК

З(59 С 01 I„9/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3411768/18-10 (22) 17.03.82 (46) 07.07.83. Бюл. В 25 (72) В.И.Ваганов и В.В.Беклемишев (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени инженерно-физический институт (53) 531.787(088.8) (56) 1. Патент США 9 4023562, кл. 128/2 ° 05, 1978 °

2. Werthschutzku R. Piezoresistver m1niat(1rdruckautnehmer йбг anwendungen in der mediz3.n. — "Feinger-.

5ketechnik", 1979, 9 5, Я 202-203.

„.ЯК„1027550 А

1 (54)(57) ИНТЕГРАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ДАВЛЕНИЯ, содержащий прямоугольную полупроводниковую мембрану и тензорезисторы одного типа проводимости, размещенные на мембране и включенные по мостовой схеме, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения чувствительности и уменьшения габаритов преобразователя, в нем тензорезисторы ориентированы вдоль длинной стороны мембраны, причем два тензорезистора, включенные в противоположные плечи моста, размещены на периферии мембраны в середине ее длинных сторон, а два других — в ,центре мембраны.

1027550

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к интегральным измерительным тензопреобраэователям.

Известны интегральные преобразователи давления, изготовленные из монокристаллического кремния. Упругим элементом преобразователей является прямоугольная кремниевая мембрана, на которой расположены чувствительные элементы- тензорезисторы 1 ). 10

Основным недостатком преобразова телей является низкое значение чувствительности, из-за неоптимального размещения тенэорезисторов на упруroM элементе.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является интегральный преобразователь давления, содержащий прямоугольную мембра- о ну с нанесенными на нее тензореэисторами, включенными по мостовой схеме. Плоскость мембраны совпадает с кристаллографической плоскостью (100), а стороны ориентированы вдоль взаимно-перпендикулярных направлений семейства<1107. Мостовая схема тензореэисторов р-типа размс цена в центральной части мембраны так, что тенэорезисторы образуют квадрат со сторонами, параллельными сторонам

30 мембраны (2 ).

Недостатками известного преобразователя являются низкое,значение чувствительности, которое объясняется неоптимальным с точки зрения полу- 35 чения максимально возможной для данного упругого элемента .чувствительности расположением тензорезис .

-торов на мембране,и относительно большие геометрические размеры преобразователя, т.е. невозможность уменьшения этих размеров при сохранении чувствительности.

Цель изобретения — увеличение чувствительности и уменьшение геометрических размеров интегрального преобразователя давления.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе давления„ содержащем прямоугольную полупроводниковую мембрану и тензорезисторы одного типа проводимости размещенные на мембране и включенные по мостовой схеме, тензореэисторы ориентированы вдоль длинной стороны мембраны, причем два тенэорезистора, включенные в противоположные плечи моста, размещены на периферии мембраны в середине ее длинных сторон, а.два других - в центре мембраны.

На фиг.1-3 изображены три возмож-, ных варианта размещения тензореэисторов на прямоугольной кремниевой мембране интегрального преобразователя давления.

Преобразователь давления содержит мембрану 1 прямоугольной формы, на которой расположены тензорезисторы 2. Плоскость мембраны совпадает с кристаллографической плоскостью (100), а стороны мембраны ориентированы вдоль взаимно перпендикулярных.направлений семейства (110).

Тензорезисторы 2 р -типа проводимости размещены на поверхности мембраны. Два тензорезистора,.включенные в противоположные плечи моста (тензорезисторы Й„), расположены в середине длинных сторон. мембраны, два других. (тензорезисторы R<) - в ее центре, а ориентированы все тензорезисторы 2 вдоль длинной стороны мембраны 1. .Преобразователь работает следующим образом..

Измеряемое давление действует на мембрану 1, изменяется сопротивление.тензорезисторов 2 и на выходе моста изменяется выходное напря жение..

:Таким образом, использование предлагаемого преобразователя повышает . его чувствительность и позволяет наряду с ослаблением требований к,вторичной аппаратуре снизить величину питающего .преобразователь напряжения. ..Кроие того, использование преобразователя дает возможность уменьшить габаритные размеры преобразователя,при сохранении чувствительности

l t

Составитель В.Казаков

Редактор A.Êóðàõ Техред Л.Пекарь Корректор A.Èëüèí

Заказ 4725/45 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, r.ужгород, ул.Проектная,4