Двухкоординатный преобразовательперемещений

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01@379 (21) 2730615/18-2 (53)М. Кл.

-® с присоединением заявим Йо (23) Приоритет

G 01 В 7/00

G 01 0 5/20

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (53) УДК 621. 317.39:

:531. 14 (088. 8) Опубликовано 15ц3,81. бюллетень ИЯ 10

Дата опубликования описания 15. 03. 81

В. В. Попов и Л. В. Попов (72) Авторы изобретения

Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе (71) Заявитель (54 ) ДВУХКООРДИНАТНЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИИ

Изобретение относится к контроль- но-измерительной технике и может быть использовано, в частности для измерения перемещений объекта в плоскости относительно начала координат.

Известен преобразователь перемещения, выполненный из МДП-транзистора с подвижным затвором, отделенным от полупроводниковой подложки со сформированным в ней областями истока и стока слоями твердого и жидкого диэлектрика j13 .

Данный преобразователь обладает высокой чувствительностью и быстро- действием, однако он.позволяет измерять перемещения только в одном направлении.

Наиболее близким к предложейному является двухкоординатный преобразователь перемещений объекта; содержа- щий четыре чувствительных элемента, размещенных крестообразно и электриче ски соединенных попарно, и подвижный элемент, связанный с контролируемым объектом. Чувствительными элементами в нем являются катушки возбуждения, а подвижным элементО 4якорь с индикаторной катушкой (2l .

Недостатком данного преобразователя является его относительно невысокое быстродействие, обусловленное постоянными времени катушек возбуждения и индикаторной катушки.

Цель изобретения — повьыение быстродействия.

Для достижения поставленной цели чувствительные элементы выполнены в виде МДП-транзисторов, соединенных в каждой паре параллельно, а подвижный элемент выполнен в виде общего электрода-затвора МДП-транзисторов.

15 Электрод затвора может быть выполнен например в форме квадрата, перекрывающего все МДП-транзисторы.

На чертеже схематично представлена функциональная схема преобра20 зователя.

Он содержит четыре идентичных

МДП-транзистора 1-4, расположенных крестообразно в одной плоскости на общей полупроводниковой подлож25 ке 5 и имеющих общий неподвижный электрод 6 затвора (условно показан прозрачным) . Электрод 6 затвора имеет форму квадрата и перекрывает все четыре транзистора. Он отделен

ЗО от поверхности транзисторов слоем

813125 диэлектрика и имеет возможность перемещаться вместе с объектом по этому слою одновременно в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Противоположные транзисторы 1, 3 и 2, 4 соединены параллельно и подключены своими токами 7 через измерительные приборы 8 и 9 к минусу источника 10 питания постоянного тока. Плюс этого источника подведен к истокам 11 всех транзисторов. Электрод 6 затвора подключен к одному из полюсов источника 12 смещения, второй полюс которого заземлен. Полупроводниковая подложка 5 также заземлена.

Преобразователь работает следующим образом. 15

Если електрод 6 затвора находится в центральном положении, симметрично перекрывая области стоков 7 и истоков

11 всех транзисторов 1-4, сопротивление этих транзисторов минимально, щ а ток через приборы 8 и 9 максимален, что соответствует нулевому отклонению от центра подложки 5 электрода 6 затвора и связываемого с ним контролируемого объекта (не показан). При перемещении электрода 6 затвора, например вдоль оси Х, сопротивление пары транзисторов 1 и 3 линейно увеличивается, а другой пары 2 и 4 — не изменяется, вследствие чего, соответственно, показания измерительного прибора 8 убывают, а прибора 9 — не изменяются. При перемещении электрода 6 затвора вдоль оси у, наоборот, уменьшаются показания прибора 9 и не меняются показания прибора 8. При З5 одновременном перемещении по обеим координатным осям изменяются показания обоих приборов, по которым можно оценить величину смещения объекта без указания направления перемещения относительно начала координат.

Благодаря применению практически безинерционных чувствительных элементов - МДП-транзисторов, быстродействие преобразователя существенно увеличивается.

Формула изобретения

1. Двухкоординатный преобразователь перемещений объекта, содержащий четыре чувствительных элемента, размещенных крестообразно и электрически соединенных попарно, и подвижный элемент, связываемый с контролируемым объектом, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия, чувствительные элементы выполнены в виде МДП-транзисторов, соединенных в каждой паре параллельно, а подвижный элемент выполнен в виде общего электрода-затвора МДП-транзисторов.

2. Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что электрод затвора выполнен в форме квадрата, перекрывающего все МДП-транзисторы.

Э

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Делитель напряжения на МДП-транзисторе .-ТИИЭР, т .59, Р 10, 1971, с. 189..

2 ° Авторское свидетельство СССР

Р 470696, кл. G 01 В 7/04, 1972 (прототип).

813125

Составитель С. Скрыпник

Редактор м. хома текред А.Бабинец корректор ю. макаренко

Заказ 752/47 Тираж 642 .Подписное

ВНИИПИ ГосударствЕнного комитета СССР по делам изобретений и открытий

Ъ

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4