Преобразователь линейных перемещений Советский патент 1979 года по МПК G01B7/00 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к контроль измерительной технике и может быть использовано, в частности, для изме рения микроперемещений. известны преобразователи перемещений/ основанные на использовании проводимости канала МОП или МДПструктурыг которая индуцируется в ней приложенным к ее затвору напряжением 1 . Электрод затвора обладает возможностью механического перемещения и отделен слоем диэлект рика от поверхности полупроводников структуры. В таксм преобразователе ток стока зависит от положения подвижного электрода затвора. Недостатком известного преобразователя является сложность его конструкции, связанная с выполнение подвижного затвора. Наиболее близким техническим решением к изобретению является преобразователь линейных перемещени содержащий корпус, заполненный дву мя слоями жидкого диэлектрика и разделяющим их слоем электролита, р положенный внутри корпуса и жестко связываемый с объектом перемещения подвижный электрод, состоящий из оболочки и размещенного в ней чувствительного эп&лецта, неподвижный электрод, расположенный в слое электролита, источник питания и регистрирующий прибор. Подвижный электрод и размещенный внутри него чувствительный элй ент-проводник, присоединенный к одному концу этого электрода, подключены противоположными концами к источнику питания ПЭремённого тока и образуют делитель напряжения, с которого осуществляется съем переменного электрического сигнала, зависящего; от положения подвижного электрода через слой электролита 2. Недостатками известного преобразователя являются ограниченная точность измерения перемещений, обусловленная его низкой чувствительное-, тью, и значительная потребляемая мощность, обусловленная мальм, значением электрического сопротивления подвижного электрода. Целью изобретения является повышение точности измерения микроперемещений. Цель достигается тем, что чувствительный элемент выполнен в виде . МДП-структуры, расстояние между Истоком и стоком которой изменяетс п6 линейному закону по ширине канал а оболочка подвижного электрода вы полнена из диэлектрика, один полюс источника питания постоянного тока подключен к неподвижному электроду и через регистрирующий прибор - к стоку МДП-структуры, а второй подюс - к полупроводниковой подложке и к истоку МДП-структуры. На фиг. 1 схематически показана конструкция преобразователя; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Преобразователь содержит корпус заполненный тремя слоями 2, 3, 4 не смемиваюцщхся жидкостей, подвижный :элёктрод 5, состояьдай из обОЛОчки и размещенного в ней чувствитёЛьнОг элемента, выполненного в виде МДП-структуры, и неподвижный электрод 7, МДП-ctpyKTypa представляет с бой полупроводниковую подложку 8 Од ного типа проводимости со сформиро|1с1йНь 1и В ней областями ИстокаЭ и стока 10 другого типа прбвол ости Ра1ССГбяние U между истоком 9 и стоксм 10 МДП-структуры изменяется по линейному закону (в общем случае изменение расстояния может быть и. нелинейным). СлОи 2 и 4 Шдкбстей диэлектрики, а слой 3 представляет собой электролит, т.е. является то копроводящим. Удёлбныё весажидкос тей в слоях 2, 3 и 4 равны сОот ветстбенно d, dj, djH связаны следуювщм соотношением d dj-cdj . Верхний слой 4 диэлектрика должен. быть нелетучим Для прёду-гфеясяения испарения слоев 2 и -3. Слой 3 элек ролита, охватывающий МДП-структуру, выполняет функции электрода-затвора ЭТОЙ структуры. К нему с помощью ; неподвижного электрода 7 подведено напряжение источника 11 постоянного тока .Тот же полюс источника Пос оян: МОго тока присоединен регйстрирук)щий прибор 12 к стоку МДП-стру туры и обеспечивает величину тока стока, Противоположный полюс источника подключенк полупроводниковой подложке 8 и к истоку 9 МДП-СТРУКТУ РЫ.,, - .,:.,... Преобразователь работает следующим образом, , При перемещении подвижного электрода относительно корпусапреобразователя изменяется площадь затвора, что обуславливает соответствующее изменение тока стока, регистрируемое прибором 12. Изменение тока, протекающего через МДП-структуру, находится в прямолинейной зависимости от велич:ины перемещения (по вертикали) слоя 3 электролита относительно подвижного электрода преобразователя. . . Формула изобретения Преобразователь линейных перемещений, содержащий корпус, заполненный двумя слоями жидкого диэлектрика и разделяющим их слоем электролита, расположейный внутри корпуса и жестко связываемый с объектом перемещения Подвижный электрод, состоя4ций из оболочки и разме1денного в ней чувствительного элемента,, неподвижный электрод, расположенный в .слое электролита, и.сточ:нйк питания и регистри рующий прибор, от ли ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения микроперемещений, чувствительный элемент выполнен в виде МДП-етруктуры, расстояние Между истоком и стоком которой изменяется по линейному закону по ширине канала, а оболочка подвия ного электрода выполнена из диэлектрика,, один полюс источника питания постоянного тика подкл1() 1йеподвижйЬмУ электроду и через регистрирующий прибор - к стоку МДГ1-структу;ры, а второй полюс - {с полупр.ов6дниковой подложе и к истоку МДП-структуры. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Делитель напряжения на МДПтранзисторе, ТЙИЭР № 10, т.59, 1971, с. 189-190. . 2.Авторское свидетельство СССР 341067, кл. G 08 С 9/08, 1968 (прототип).. .

f