Тензорезистор Советский патент 1984 года по МПК G01B7/16 

Изобретениа откссится к изнернтельной тех1П-псе„ а именнс лс тс-нворЬ зистивнык преб-бразователям, и може

быть использовано дл: измерения ц г

формацийд 3. С2.кжз г ерема:1;ений; У ;: ;-лнйр данленкй к других М ;ханячес:К параметров --в ГЕИрокок дчаг азэне изменения температур э. исследуемою;.: объекте,

Иззестйлг ;: е:Ч2орезистор J содерхяг щий псдлокку. осяовьгую с ..Mi-: те1 шбратурнь№.к соэфшициентам сспро тиБлениА ч соадккоякые последсвэтепь но,- и пеое;Фгч1СИ„ соадиняющие качало и конец соотзатс -вуюпшх участков петель термсхсогчпенсируютдей решет :и. ;

Однйко этот твг зарезистор HS обеспечивает требуемой точкости :h5vмеренз-1Я -в гш 1рокои д:иаиааОие тур., так как точкая подгонка тесмо .комиенсиругоЕгай раие-гки затрЗ.днена 1 ег-у, что числ: ступеней р-2гу1;нров -ъ равно числу , я :.пе.:;ова JT;;C яо л ограничено ма-}АЬП-1 знзч12ниё: 4.; а -fs кохомгтаксирующая решетка уда. основной,, что В условиях градиегТ;: темпйратур- призс)1у;т к рйзличны; :

тармокомпгяскр юузк рзшаткаХ;

Нзибо. б.иусзккм к - --з по технической cyarKOcj -.: и дог -тигае-коиз эфсЬ ;;к;У является тензоу&зисТ о содержаигйй псдло:к::,;у, о:;нознук; т

TepMOICO nTeKCV4p-,OJ:-Vd) р;-Ш:; -С;, З СТЗЛианНЫЯ из 1аТери.Т103 : ргВЛИг Чп: -;

3агп:;ераТурньп ; :-с- :эффицкатгя с- cicny-c тиаланНн и есс:Д:-; ;;;;:-;1 ьа по/:: ад ::;а-телько, и пеоемьь;;;;;-: , шзгнтир/югаие п& .пж териоксг.1Г;енсир-:;-мщей регтеткн L2 jr

Однако Ь; у-го тензореэпстор не обеспечивает вьсакуго то ;ность изм;;р ния в широком .рияпавонЕ IKM e-pafyp,, ToiK как ему слсйс :венмк огракячанкое чис-по ступеней рагуг:иро51Ш и сз/щест- енное иесовиаданке те1чперг.тур иа основной к т;.рмоко:.Х:;я Иирующей решет кя:Ж;,

Цель кзобретензж -(овьамение ТОЧНОСТИ -iijKepaHH Е вшроком р кагу;.зоне e fflepaTvPг.

Яоставленкуя p,e.i:t дос игаатси Т8М, что 3 -,J;K3Opeavic.Topf , содер ;; шем подложку,, основную и TepN;OKOK пеисирушц : L-eaeTKHj выполнен;а1г из матери;злой е различными; чегдаео г турными йоэффициен1:г;-а2 сопротивлЕ;НИЛ и соединаатлй лппледоват&шно.. и парамычю:;,. ггук Плкуопгке :: ;р-г;;ког-аи::1::г ирз юЕ:ей решетки петли терккскленсирующей решетки выпслкены ряч.пичпой длины, убь;на ощей :7С закону /еометсической прогрессии со j-. . равным 2, и р;лэмео;8нь; араллелько пстляк оскоагшй рзш€ТKii г.к. 4iG наиболее длинная петля ;;ргскс-;пс;нсирутещей регаетки располо:к2Н-1 ря;:,ск с крайней петлей основVOK реаге ки,.

Н-а арсдстзвле : течзорезис ор, о;5щий вид,

isH9cp;:SHCTop содер ;т1т подложку ; .э ;-i:;iO-TKpy аэкк го Mr/rap i ina, остовнув penit-Лку 2 :; v ер ;ско;-:г:е;-1сирую гпс рэше;- ::у 3, и таюге Гехкслогичес .i:G иарег.-:1::чки 4„ urjy-jTHpysonjjie петли зр,-: чом1И: 5Сиг;угощей рзшеткк 3s PsfiieTKK Mcrv- сР:Л:.Ь изготовлены vpnsoric;-:.: i-Lrn-i фольги, а также ,;jT--yчеш,: .егодом напыления - еталло:тсночньк гензсгоезксторав При этом -ср;:;з:-;сп Lie5jST2 :a 2 к термоломпенсн -oriia;; ренв/ка Э зь-полнены из мате :T-i.LjiOii с ра.;:личнынк темпе ратурньп-ш т -амл)--цие. сстгротивления к сое- TfiHbi :Xie;,vr;v собой :f rлsдosaтeJifcнoJ i Мл vvK грмскокгексирующей эешет; :. 2 гьтголrfGiJbi разхтгчной длишз, убЫ

T--oa;:ei;: г;о гг коггу геометрической

у гт знаменателем, равным 2

,f :i -)ештт:Ь) лаиал-селько петлям ос: .;:;;- рстгтки что н.гяболее , :д:-;: :дя врмокогшвКси 1ующей :.;тёт1-:и j оасположека рядом т ксайнв iC-;, - :Ч;Е:ной решетки 2,

L3H:;iDp ;jKCTop работает следуощик

ТбрйЗОМ,

7редв;:: .:it-.:j(2л,ько ПРИ иэ1стов,нении Лгляодезлс сфа производится подгон:а его температурной чувствительност

. ;;рп.це;1гк. допустимых значений путем ;д;м;зкия ;н;:;ксторы;: кз те ЕгюлогИчес;ик терекКчетс 4, /Зля того зхспери a,ribi- o эпределлк:; тем:п;ературкзто узс витал Р;ность т нзорезкстора Б ,:l;l-o состояние., когд-а эта чувстsKfелтлКость определяется :Т Л1зКо параетс) оснсзной решетки 2, поскольrv т; рмокомпенс;Иру:ощая 3

7 ;глзлироЕана -йрсмь;ЧР-алпл 4 I-L не влкт дп, выходной сигнал текзсЕезистора :ате::1 р С с С:-ш тыв ажт требуемое значедо:; ::омротивле№я:я терь око -лмансярую---,ен решетет 3 н определяют ргсполо:-3i:iH : перег ймчек 4, которые Jзcлжны -:-:-ъ для лслучакчя этого

тт:;слн:.1Л;С;17гкя. Поскольку сопсотиБле™ 31 ния петель решетки 3 пропорциональны их длинам, то задача сводится к подбору суммы сопротивлений, уменьшающихся по закону геометрической прогрессии со знаменателем, равным Число ступеней регулировки при этом будет равно 2, где k - число технологических перемычек Д, Это позволяет при малом числе перемычек 4 получить большое число ступеней регулировки, и следовательно, повысить точность подгонки термокомпен сируннцей решетки 3 за счет снижения погрешности дискретности регулировк При- установке тензорезистора на объекте в- условиях изменения температур в широком диапазоне возможно появление градиента температур по площади тензорезистора. При этом разность температур на петлях основной и термокомпенсирующей решеток 2 и 3 будет тем больше, чем дальше отстоят друг от друга эти петли. В то же время вклад каждой петли в формирование выходного сигнала пропорционален ее сопротивлени или ее длине. Поэтому расположение & наиболее дпинной петли термскомпансирующей решетки 3 рядом с . петлей основной решетки 2 позволяет уменьшить разность температур |-ежДУ этими петлями, а следоватгльнс, и уменьшить погрешность, внoc:и гy o наиболее длинной петлей решетки 3, Что касается более удаленных петель решетки 3, то они вносят мекьщю долю в выходной сигнал, что сшсжает влияние несовпадеш я температур петель решеток 2 и 3 на погрешность термокомпенсацки. Использование предлагаемого тензорезистора позволяет повысить точность измерения деформаций в шиpoкo s диапазоне температ ф, что позволит улучшить метрологические характеристики датчиков механических величин, в которых деформация упругого элемейта преобразуется тензорезисторамк в электрический сигнал Описанное конструктивное решение прггменимо ДЛЯ тензорезисторов любых типов проволочных, фольговых, металлогшеночных и полупроводниковых.

ТЕНЗОРЕЗЙСТОР, содержащий подложку, основную и термокомпенсирующуто решетки, выполненные из маjViaiji jSZijEiaSmagg t ; териалов с различныз-Ш температурными коэсгэфициентами сопротивления к соединенные последовательно, и пере1-{ьгчки, шунтирующие петли термокомпенсирующей решетки, о т л и ч а loщ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения в широком диапазоне тe шepaтyp, петлк термекомпенсируняцей решетки выполнены различной длины, убывающей по закону геометрической прогрессии со знаменателем, равным 2р и размещеныПГ:раллельно петлям основной решетки так, что наиболее длинная петля термoкo ffleнcиpyкщeй решетки расположена Р рядом с крайней петлей основной ре- tg тетки. fteivri. b i -sss