Датчик давления

 

Использование: измерительная техника , приборостроение Цель, расширение диапазона измерения в область низких давлений. Сущность изобретения: при использовании нитевидного кристаллабаАзт-хРх (х 0,4), легированного медью с концентрацией носителей 2 1013...8 1013 , в качестве чувствительного элемента (ЧЭ) датчика его нагревают стабилизированным постоянным током от источника, помещают в объем, в котором необходимо замерить давление, и регистрируют падение напряжения на ЧЭ. Положительный эффект: малые габариты и инерционность датчика, высокая чувствительность в диапазоне давлений 10 ...10 мм рт.ст., упрощение конструкции датчика 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<я)s G 01 1 9/02, 11/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 4

00 (Я

00

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4882965/10 (22) 15.10,90 (46) 30.11,92. Бюл. N. 44 (71) Львовский политехнический институт (72) С.С.Варшава, В.А.Воронин, А.С.Островская и К,С,Щербай (56) Обзорная информация ЦНИИТЭИприборостроения,вып.5. M., 1987, Авторское свидетельство СССР

hh 554455221144, кл. 6 01 L 9/04, 1975. (54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ (57) Использование: измерительная техника, приборостроение. Цель: расширение диапазона измерения в область низких

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к тепловым датчикам давления.

Известны манометрические преобразователи, содержащие нить накала из металлической проволоки (W, Рт) с большим температурным коэффициентом сопротивления, включенную в электрическую схему и разогреваемую электрическим током. Измеряют ее сопротивление, которое является функцией давления (вакуума).

Известны полупроводниковые датчики вакуума, в которых использован интегральный кремниевый термоэлемент, выполненный в виде консольной балочки, закрепленной на керамической подложке с температурой 0 С. на ее конце размещен терморезистор, измеряющий разницу температур на балочек (1). Их недостатком являются сравнительно большие габариты чувствительного элемента, инерционность.

„... Ж„„1778568 А1 давлений, Сущность изобретения; при использовании нитевидного кристалла бaAs1-»Р» (x = 0,4), легированного медью с концентрацией носителей 2 10 ...8 101з см з, в качестве чувствительного элемента (ЧЭ) датчика его нагревают стабилизированным постоянным током от источника, помещают в объем, в котором необходимо замерить давление, и регистрируют падение напряжения на ЧЭ. Положительный эффект; малые габариты и инерционность датчика, высокая чувствительность в диапазоне давлений 10 ...10 мм рт.ст., упрощение конструкции датчика. 2 ил.

Наиболее близким техническим решением являются полупроводниковые датчики давления из твердого раствора 6аАз1-»Р» (х = 0,4). Датчик содержит диэлектрическую подложку, на которой размещен полупроводниковый чувствительный элемент на основе 6аАз1-»Р» (х = 0,4) с электрическими контактами. Структурными изменениями можно расширить диапазон измеряемых давлений в пределах 10...60000 бар (2). Однако такие датчики имеют ограниченный нижний диапазон измеряемого давления.

Цель изобретения — расширение диапазона измерения в область низких давлений а именно измерение вакуума в пределах 10 ...10 мм рт.ст. (10 ...1,0 бар).

Цель достигается тем, что чувствительный элемент(ЧЭ) выполнен в виде нитевидного кристалла, при этом твердый раствор

ОаАз1- Р„легировали медью с концентрацией носителей 2 10 ...8 10 см

1з . з

1778568

220 В

Применение нитевидного кристалла в качестве ЧЭ позволяет довольно легко осуществить его перегрев стабилизированным током питания и по изменению падения напряжения под действием вакуума опреде- 5 лить давление (вакуум), поскольку коэффициент теплоотдачи а изменяется в зависимости от его уровня.

На фиг. 1 изображен датчик давления; на фиг. 2 — его градуировочная характери- 10 стика, Датчик содержит ЧЭ 1. электрические контакты 2, ламельки 3, диэлектрическую подложку 4, стабилизированный источник постоянного тока 5, измерительный прибор 15

Изобретение осуществляется следующим образом.

К концам чувствительного элемента 1, который выполнен из нитевидного кристал- 20 ла GaAs1- Ðx (х = 0,4), при этом твердый раствор GaAs>-хРх легирован медью с концентрацией носителей 2 10 „.8 10 см . созданы электрические контакты 2 приваркой золотого микропровода диаметром 30 25 мкм. Характерные размеры ЧЭ: (0„1...0,2) х х(0, !...0,2) х (0,3...1,5) мм . Электрические контакты 2 подсоединяются к ламелькам 3. которые укреплены на диэлектрической подложке 4. Через ЧЭ 1 пропускают стаби- 30 лизированный ток разогрева от источника тока 5. падение напряжения на ЧЭ 1 измеряют цифровым вольтметром 6 (В7 — 21А), При токе питания 1 = 0,9 мА падение напряжения при атмосферном давлении составляло Uo = 21,5 В. При вакуумировании объема, вкотором находится датчик,,напряжение на ЧЭ уменьшается, и зависимость

A U = f(P), где Л О вЂ” разность между значением 00 и измеряемым напряжением при данном давлении, приведена на фиг, 2 (кривая 7), Предлагаемый датчик можно использовать в диапазоне давлений 10 „,10 мм рт.ст., при этом максимальная чувствительность на линейном участке (2,4 . 10 ...4,05 мм рт.ст.) составляет = 1 В/мм рт.ст. ло

Формула изобретения

Датчик давления, содержащий диэлектрическую подложку, на которой размещен полупроводниковый чувствительный элемент на основе твердого раствора СаАз1-ХРх (x= 0,4) с электрическими контактами, о тл и ч а ю щи йс я тем, что, с целью расширения диапазона измерения в область низких давлений, в нем чувствительный элемент выполнен в виде нитевидного кристалла, при этом твердый раствор GaAs>-хРх легирован медью с концентрацией носителей 2 10 -8 10 см

1778568

Составитель С.Варшава

Техред М.Моргентал Корректор E.Ïàïn

Редактор Н.Коляда

Заказ 4184 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Я-4. g-3 {р-2 )g-1 )Qo )Q4 фоа.2

P,èì рт.ст.