Интегральный преобразователь давления Советский патент 1983 года по МПК G01L9/04 

ю

а 2

Г тТ f

-ч|

г П ч

О1 СП

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.

иг. f Изобретение относится к игмерител ной технике, в частности к интеграль ным измерительным тензопреобразователям. Известны интегральные преобразователи давления, изготовленные из монркристаллического кремния. Упругим элементом преобразователей является прямоугольная кремниевая мемб рана, на которой расположены чувстви тельные элементы- тензорезисторы Основным недостатком преобразова телей является низкое значение чувствительности ; из-за неоптимального размещения тензорезисторов на упругом элементе. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является интегральный преобразователь давления, содержащий прямоугольную мембр ну с нанесенньши на нее тензорезистррами, включенными по мостовой схе ме, плоскость мембраны совпадает с кристаллографической плоскостью (100), а стороны ориентированы вдоль взаимно-перпендикулярных направлени семейства 11СЙ Мостовая схема теизо резисторов р-типа размси ена в цент ральной части мембраны так, что тен зорезисторы образуют квадрат со сторонами, параллельными сторонам мембраны 2 }. Недостатками известного преобразователя являются низкое,значение чувствительности, которое объясняет ся неоптимальным с точки зрения пол чения максимально- возможной для данного упругого элемента.чувствительности расположением тензорезисг 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 полупровод никовую мембрану и тензорезисторы одного типа проводимости размещённые на мембране и включенные по мостовой схеме, 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. На фиг.1-3 изображены три возможных варианта размещения тензорезисторов 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. Тензорези.сторы 2 р -типа проводимости размещены на поверхности мембраны. Два тензорезистора, включенные в противоположные плечи моста (тензорезисторы R ) f расположены в середине длинных сторон мембраны, два других (тензорезисторы р2) - в ее центре, а ориентированы все тензорезисторы 2 вдоль длинной стороны мембраны 1. . Преобразователь работает следукицим образом. Измеряемое давление действует на мембрану 1, изменяется сопротивление тензорезисторов 2 и на выходе моста изменяется выходное напряп жение. . Таким образом, использование предлага емого преобразователя по- . вышает его чувствительность и позволяет наряду с ослаблением требований к.вторичной аппаратуре снизить величину питающего преобразователь напряжения. . .Крсяяе того, использование преобразователя дает возможность уменьшить габаритные размеры преобразователя .при сохранении чувствительности. .

Яг

I I I

ff2

Фа г. I

Фаг.З