Устройство для измерения неэлектрических величин

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е () 5з64ов

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено01.08.75 (21) 2160539/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. К

С 01 К 17/08

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам иэоеретений и открытий „. (43) Опубликовано 25.11.76,Бюллетень №43 (53) УДК 621,317.7. .082.6 (088.8) (45) Дата опубликования описания16.03.77 (72) Авторы изобретения

В. С. Алешин, В. Ф. Семенов, A. А. Соколов и В. В, Хасиков (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

ВЕЛИЧИН

Изобретение касается измерения неэлектрических величин, таких как сила, давление, ускорение, температура, тепловой поток.

Известны устройства для измерения 5 неэлектрических величин, содержащие монокристаллический упругий чувствительный элемент, например, типа Мембрана" из прозрачного материала (сапфир) и размещенные на ней полупроводниковые тонкопленочные монокристаллические тензо-и терморезисторы, включенные в измерительную схему (1). Однако при измерении этими устройствами неэлектрической величины падающий непосредственно на мембрану тепловой по- 15 ток вызывает разогрев тензосхемы, что приводит к появлению погрешности измерения и невозможности скорректировать эту погрешность из-за отсутствия информации об уровне теплового потока. 20

Для повышения точности и расширения диапазона применения устройства в центре мембраны пополнительно размещены термоэлементы, включенные в измерительную схему. 25

На фиг. 1 изображена монокристаллическая сапфировая мембрана, на которой гетероэпитаксиальная кремниевая пленка образует тензорезистивные и терморезистивные элементы; на фиг. 2 — схема измерения теплового потока.

На монокристаллической сапаровой мембране 1 гетероэпитаксиальная кремниевая пленка 2 образует тензорезистивньге

3-6 и терморезистивные 7-12 элементы.

Сформированные в центре мембраны терморезисторы 7 и 9 образуют с терморезисгорами 8 и 1 О, находящимися в области заделки, две полумостовые схемы, измеряющие тепловой поток.

При воздействии теплового потока в центре мембраны создается локальный разогрев (он может быть усилен соответствующими поглошающими покрытиями), вызьгваюший изменение сопротивления относительно терморезисторов, находящихся на периферии и измеряющих температуру корпуса изделия, что, в cBGIo очередь, вызывает разбаланс схемь.

536Я06

При измерении давления (.разряжения) падающий непосредственно на мембрану тепловой поток вызывает разогрев тензосхемы, что ведет к дополнительной погрешности, которую можно скорректировать за 5 счет информации об уровне этого теплового потока, повышающего точность измерения давления.

В свою очередь, изменение давления, вызывающее изменение характеристик изме- fQ рителя теплового потока, также может быть учтено.

Коммутация соответствующих элементов (термо-и тензорезисторов) позволяет проводить выборочные и одновременные измере- >g ния воздействующих параметров; при этом источник питания может быть для всех схем один, что экономит количество проводов в жгуте и повышает надежность системы в целом. 20

Например, на фиг. 2 терморезисгоры

7 и 9, расположенные в центре мембраны, соединены в мостовую схему с терморезисторами 8 и 10, расположенными по периферии. При воздействии теплового потока по д мембране возникает градиент температур, пропорциональный интенсивности теплового потока. Этот градиент может быть измерен мостовой схемой.

Формула изо бретение

Устройство для измерения неэлектрических величин, наптжмер, температуры, содержащее монокристаллический упругий чувствительный элемент, например мембрану из прозрачного материала и размещенные на ней полупроводниковые тонкопленочные монокристаллические тензо-и терморезисторы, включенные в измерительную схему, отличающееся тем, что,сцелью повышения точности и расширения диапазона применения устройства, в центре мембраны дополнительно размещены термоэлементы, включенные в измерительную схему.

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:

1. Полупроводниковый датчик давления

"Кристалл, Ж. Приборы и системы управления, ¹ 7, 1974 r (прототип) 536406

Составитель А. Астахов

Редактор Т. Иванова Техред М. Семенов Корректор B. CanKa

Заказ 5850/1 Тираж 814 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4