Интегральный преобразователь давления
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения механических воздействий (давлений, силы и т. д. ). Целью изобретения является повышение точности измерения. При воздействии измеряемого давления в центре мембраны 1 появляются сдвиговые напряжения, преобразуемые с помощью тензоэлемента в выходной электрический сигнал между выводами 4 при протекании тока питания элемента между выводами 3. Цель изобретения достигается за счет уменьшения погрешности нуля тензоэлемента, а также условий теплоотвода и конфигурации токоведущих дорожек. 1 ил.
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к интегральным измерительным преобразователям давления. Целью изобретения является повышение точности преобразования механического воздействия в электрический сигнал. На чертеже показан интегральный преобразователь давления. Он содержит кремниевую мембрану 1, выполненную за одно целое с жестким массивным основанием 2, ориентированную в плоскости (100), зеркально-симметричную относительно каждой из двух плоскостей семейства (110), проходящих через мембраны и перпендикулярных ее плоскости, и одновременно зеркально несимметричную относительно плоскостей (100), перпендикулярных плоскости мембраны. В центре мембраны расположен тензочувствительный элемент в виде интегрального тензорезистора с двумя токовыми вводами 3 и двумя сигнальными 4 выводами для снятия напряжения, в котором направление протекания тока между токовыми вводами 3 совпадает с направлением <100>, а линии электрического напряжения между сигнальными выводами 4 совпадают с перпендикулярным ему направлением того же семейства. Токоведущие дорожки 5 к токовым вводам 3 тензоэлемента, изготовленные из алюминия или непосредственно из материала подложки с помощью низкоомного легирования, имеют одинаковую конфигурацию и расположены симметрично относительно центра мембраны. Интегральный преобразователь работает следующим образом. При воздействии измеряемого давления на упругий элемент происходит деформация мембраны 1, в центре которой появляются сдвиговые механические напряжения, преобразуемые с помощью тензоэлемента в выходной электрический сигнал между выводами 4 при протекании тока питания элемента между вводами 3. Положительный эффект - повышение точности в преобразователе - достигается за счет уменьшения погрешности нуля тензоэлемента с четырьмя электрическими контактами (2 ввода и 2 вывода), а также условий теплоотвода от них и конфигурации токоведущих дорожек. (56) Ваганов В. И. Интегральные преобразователи. - М. : Энергоатомиздат, 1987, с. 136. Патент США N 4317126, кл. 357-26, опублик. 1982.
Формула изобретения
ИНТЕГРАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ, содержащий выполненную за одно целое с основанием кремниевую мембрану, ориентированную в плоскости (100), зеркально-симметричную относительно каждой из двух плоскостей семейства (110), проходящих через центр мембраны и перпендикулярно ее плоскости, тензоэлемент, расположенный на мембране и выполненный в виде интегрального тензорезистора с двумя вводами для тока и двумя выводами для снятия напряжения, причем вводы для тока ориентированы в направлении < 100 >, а выводы перпендикулярны вводам, и токоведущие дорожки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования деформации в электрический сигнал, тензоэлемент расположен в центре мембраны, причем токоведущие дорожки к токовым вводам имеют одинаковую конфигурацию и расположены симметрично относительно центра мембраны, а форма самой мембраны зеркально несимметрична относительно плоскостей (100), перпендикулярных плоскости мембраны.РИСУНКИ
Рисунок 1
