Тензометрический датчик контактного сопротивления и способ его изготовления Советский патент 1984 года по МПК G01B7/16 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к тенэометрическим датчикам и способам их изготовления.

Известен тензометрический датчик контактного сопротивления, седержащий пакет гофрированных токопроводящих пластин из электропроводной бумаги, две металлические гофрированные обкладки с токовыводаМи, закрепленные по обе стороны пакета 1

Однако известный датчик обладает невысокой чувствительностью и малой стабильностью градуировочной характеристики.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является тензометрический датчик контактного сопротивления содержащий токопроводящую пластину из электропроводной бумаги и две металлические обкладки с токовыводами, закрепленные соответственно на верхней и нижней поверхностях пластины 2 ,

Однако и этот датчик характеризуется низкими чувствительностью и стабильностью градуировочной характеристики.

Известен способ изготовления тензометрических датчиков, заключающийся в том, что чувствительный элемент изготавливают из монокристалла полупроводника, выращенного методом химических газотранспортных реакцийСЗ Однако указанный способ технологически сложен и требует специального ваку тчного оборудования.

Наиболее близким к изобретению является способ изготовления тензометрического датчика контактного сопротивления, заключающийся в том, что на поверхность полупроводникового материала воздействуют средой, содержащей легирующие элементы и выращивают проводящий слой заданной толщины 4 ,

Однако и данный способ технологически сложен, так как контроль толщины слоя осуществляется косвенным путем по времени воздействия среды, что предъявляет жесткие требования к температуре среды и чистоте используеглых материалов.

Цель изобретения - повыиения чувствительности и стабильности градуировочной характеристики тензометрического датчика контактного сопротивления, а также упрощение технологии его изготовления.

Указанная цель достигается тем, что в тензометрическом датчике контактного сопротивления, содержахцем токопроводящую пластину и две металлические обкладки с токовыводами, токопроводящая пластина выполнена в виде металлической подложки с нанесенным на нее слоем селена гексагональной модификации и выращенным на поверхности слоя селена проводящим слоем, легированным сульфидом кадмия , а обе металлические обкладки закреплены поверх проводящего слоя.

Кроме того, согласно способу изготовления тензометрического датчика контактного сопротивления, заключающемуся в том, что на поверхность полупроводникового материала воздействуют средой, содержащей легирующие элементы, и выращивают проводящий слой, последний, легированный сульфидом кадмия, обрабатывают раствором хлорного железа до нейтрализации выпрямляющих свойств структуры проводящий слой - селен - металлическая подложка

На чертеже представлен тензометрический датчик контактного сопротивления, разрез.

Тензометрический датчик контактного сопротивления содержит металлическую подложку 1, на которую нанесен слой 2 селена гексагональной модификации, и выра1ценный на поверхности слоя 2 селена проводящий слой 3, легированный сульфидом кадмкя, образующие токопроводящую пластину 4, а также две металлические обкладки 5 и 6 с токовыводами 7 и 8, закреплённые поверх проводйщего слоя 3.

Тензометрический датчик контактного сопротивления работает следующим образом.

На одну из металлических обкладок 5 воздействуют измеряемой силой Р по нормали к поверхности проводящего слоя 3, При этом сопротивление между токовыводами 7 и 8 изменяется на три десятичных порядка,что свидетельствует о высокой чувствительности датчика Градуировочная характеристика такого датчика близка к линейной и обладает улучшенной стабильностью, так как тензометрический эффект в проводящем слое 3 связан с изменением геометрических параметров зтого слоя при действии силы по нормали к его поверхности,

способ изготовления тензометрического датчика контактного сопро-г тивлениея заключается в следующем.

На металлическую подложку 1 известным способом, например напылением в вакууме, наносят полупроводниковый материал - селен. Затем подложку 1 со слоем 2 селена подвергают термообработке для получения селена- гексагональной модификации„ На поверхность полупроводниг ового материала воздействуют средой, содержащей легирующие элементы (серу и кадмий) , и выращивают проводящий слой 3, легированный сульфидом кадмия„ Проводящий слой 3 обрабатывают раствором хлорного железа до нейтрализации выпрямляющих свойств структуры

проводящий слой - селен - металлическая подложка. Таким образом, получают проводящий слой 3 с заданными свойствами - чувствительностью к нормальному усилию и стабильностью этой характеристики.

Использование предлагаемых xeV joметрического датчика контактного сопротивления и способа его изготовления позволяет получить простые и экономичные в изготовлении и эксплуатации датчики высокой чувствительности.

1. Тензометрический датчик контактного сопротивления, содержащий токопроводящую пластину и две металлические обкладки с токовыводами, отличающийся тем, что. с целью повышения чувствительнотти и стабильности градуировочной харак-. теристики, токопроводящая пластина выполнена в виде металлической под- ложки с нанесенным на ней слоем селена гексагональной модификации и выращенным на поверхности слоя селена проводящим слоем, легированным сульфидом кадмия, а обе металлаические обкладки закреплены поверх проводящего слоя. 2. Способ изготовления тензометрического датчика контактного сопротивления по П.1, заключающийся в том, что на поверхность полупроводникового материала воздействуют средой, содержащей легирующие элементы, и выращивают проводящий слой, отлича. ющийся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления, проводящий слой, легированный сульфидом кадмия, обрабатывают раствором хлорного железа до нейтрализации выпрямляющих свойств структуры проводящий слой - селенметаллическая подложка. сл 00