Интегральный тензочувствительный элемент Советский патент 1990 года по МПК G01B7/16 

ю

4

00

ли Ц(1 +к) + AUj,, (2)

где К - коэффициент усиления инвер, тора;

UUg - изменение выходного напряжения инвертора при деформации при постоянном напряжении на входе.

Изменение напряжения на выходе инвертора, со 1 00-процентной, обратной отрицательной связью описывается выражением

Аи А (0.5E - и„ор.„ ),

(3)

а выходное напряжение известного элемента

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения деформаций в системах автоматического контроля и регулирования .

Цель изобретения - увеличение чувствительности за счет смещения рабочих точек МДП-транзисторов.

На чертеже приве дена функциональ- Q ная схема интегрального тензочувстви- тельного элемента.

Интегральный тензочувствительный элемент- содержит четыре МДП-транзис- , тора 1-4, соединенные в мостовую схе- му, инвертор, образованный МДП-транзисторами 1 и 2, источник 5 питания, соединенный с истоками МДП-транзисторов 1-4, общие точки стоков МДП-транзисторов 1,2 и 3,4 соединены с пер- 20 вой и второй вершинами измерительной диагонали моста cooTBefственно, затворы МДП-транзисторов 1 и 2 соединены с общей точкой стоков МДП- транзис- торов Зи4. Затвор р-канального МДП- 25 транзистора 3 соединен с клеммой минус исто,чника 5 питания, а затвор: п-канального МДП-транзистора 4 соединен с клеммой плюс источника 5 питания .

Интегральный тензочувствительный элемент работает следующим образом.

- В отсутствие деформации напряжение на стоках МДП-транзисторов 3 и 4 практически равно половине напряжения питания. При деформации напряжение на 35 те повьшшется.чувствительность за

этих стоках изменяется на величину

Ли

+к) + Аи.

(4)

Сравнение выражений (2) и (4) показывает, что различие величин выходных, напряжений предлагаемого и известного элементов обусловлено различием величин напряжений | и (1 U ,.

Рассмотрим отношение этих напряжений

Ди,

30

Е 0,75Е -Uno.p 0,5Г- Un;p 0,5Е ,

(5)

Очевидно, что обе дроби в выражении (5) больше единицы и (UU /UUj)2.

Таким образом, в предлагаемом ин- .тегральном тензочунствительном элеменДи,

где А

- д

ё - 2jtZ5 yjf - P 2 Т +0d 0,,op.n

и

и

т

( пор.п

коэффициент, зависящий от тензочувствительности МДП- транзисторов 1-4 и механического напряжения 5 напряжение источника 5 питания;.

отношение крутизны характеристик МДП-транзисторов 1-4; пороговое напряжение МДП- транзистора 4 с п-каналом; пороговое напряжение МДП- транзистора 3 с р-каналом. Это изменение напряжения усиливается инвертором из МДП-транзисторов 1 и 2 и суммируется с изменением его выходного напряжения при деформации. Следовательно, напряжение на выходе тензочувствительного элемента описы- вается выражением

ПО

Р-Р

счет смещения рабочих точек МДП-тран- зисторов. Формула изобретения

Интегральный тензочувствительный (1) 40 элемент, содержащий мостовую схему их адп-транзисторов, источник питания, соединенный с истоками МДП-транзисторов, общие точки стоков первого и второго, третьего и четвертого 45 МДП-транзисторов соединены с первой и второй вершинами измерительной диагонали моста соответственно, затворы первого и второго МДП-транзисторов соединены с общей точкой стоков Q третьего и четвертого МДП-транзисто- . ров, отличающийся тем,, что, с целью увеличения чувствительности за счет смещения рабочих точек ВДП-транзисторов, затвор третьего р-канального ВДП-транзистора соединен с клеммой минус источника питания, а затвор четвертого п-канального МДП-транзистора соединен с клеммой плюс источника питания.

ли Ц(1 +к) + AUj,, (2)

где К - коэффициент усиления инвер, тора;

UUg - изменение выходного напряжения инвертора при деформации при постоянном напряжении на входе.

Изменение напряжения на выходе инвертора, со 1 00-процентной, обратной отрицательной связью описывается выражением

Аи А (0.5E - и„ор.„ ),

(3)

а выходное напряжение известного элемента

Ли

+к) + Аи.

(4)

Сравнение выражений (2) и (4) показывает, что различие величин выходных, напряжений предлагаемого и известного элементов обусловлено различием величин напряжений | и (1 U ,.

Рассмотрим отношение этих напряжений

0 5

35 те повьшшется.чувствительность за

Ди,

30

Е 0,75Е -Uno.p 0,5Г- Un;p 0,5Е ,

(5)

Очевидно, что обе дроби в выражении (5) больше единицы и (UU /UUj)2.

Таким образом, в предлагаемом ин- .тегральном тензочунствительном элемен

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения деформаций в системах автоматического контроля и регулирования. Целью изобретения является увеличение чувствительности за счет смещения рабочих точек МДП-транзисторов. Элемент содержит мостовую схему из четырех МДП-транзисторов 1-4, причем одна пара МДП-транзисторов 1,2 образует инвертор, а затворы другой пары соединены с полюсами источника 5 питания. 1 ил.