Полупроводниковый датчик давления Советский патент 1980 года по МПК G01L9/04 

1

Изобретение относится к измерительной технике, а точнее к полупроводниковым датчикам давления газовых и жидких сред.

Известно устройство, предназначен- 5 ное для измерения давления жидких и газовых сред с полупроводниковыми чувствительными элементами 1, содержащее корпус, усилитель и кремниевую мембрану, на поверхности которойЮ сформирован мост из четырех диффузионных тензорезисторов. Температурный диапазон работы такого устройства невысок, и их характеристики зависят UT качества р- п перехода.15

Известен также полупроводниковый датчик давления, содержащий тензометрический преобразователь давления мембранного типа, закрепленный на 20 штуцере и размещенный внутрц корпуса, а также встроенное усилительное устройство 2 .

Известные датчики давления не обеспечивают достаточной.чувствительное- 25 .ти и точности измерения.

Целью изобретения является повышение чувствительности, точности, а также допустимого предельного давления .30

Указанная цель достигается тем, что жесткое основание с закрепленным полупроводни ковым те н зопреобразо вателем установлено на упругом элементе, например сильфоне, а с наружной стороны полупроводникового преобразователя установлен плоский упор, причем его диаметр больше рабочего диаметра преобразователя.

На фиг. 1 показан общий вид датчика в разрезе; на фиг. 2 - принципиальная схема датчика при на фиг. 3 - принципиальная схема датчика при Рцгкч -lflPhON4 3 фиг. 4 принципиальная схема датчика при

Рц.ъ/А - Pnpe.NДатчик содержит корпус 1, сильфон

2, к которому приварено основание 3 с центральным отверстием. На основании 3 закреплено кольцо 4 с полупроводниковым тензопреобразователем 5, причем они изготовлены из одного материала. Микропроводом 6 тензопреобразователь приварен к контактной колодке 7, на которой размещено усилительное устройство 8. Монтажным проводом 9 контактная колодка соединена с разъемом 10. В крышку 11 завинчен винт 12 с плоским диском 13, служащим упором. Диаметр диска 13 больше рабочего и меньше внешнего диаметра тенэопреобраэователя, В качестве упругого элемента может быть использован сильфон или мем брана, закрепленная в корпусе по вне нему радиусу. Упор настраивается таким образом, чтобы преобразователь касалка его при давлении, равном 1,1РномПри. подаче давления РИ-З,ИЛ $ Р цогл тензопреобразователь 5 деформируется и перемещается из-за увеличения длины сильфона (фиг. 2), а на выходе по является выходной сигнал. При давлении РИЬМ 1,1Рномч за счет увеличения длины сильфона и в незначительно степени за счет деформации тензопреобразователя 5 центр тензопреобразозателя 5 касается поверхности упора 13 (фиг. 3). При дальнейшем увеличении давления деформация тензопреобра зователя 5 уменьшается, так как упор 13 уравновешивает часть давления, а длина сильфона 2 увеличивается, и наступает момент, когда упор полностью выпрямляет тензопреобраэователь 5 (фиг. 4). Дальнейшее увеличение давления не вызывает деформации мембранного преобразователя и не увеличивает длину сильфона 2, а следовательно не происходит и разрушения датчика. После TOIXJ, как преобразователь 5 полностью ляжет на упор 13, соединения преобразователя 5 с кольцом 4 жесткости и кольца 4 с основанием 3 работают на сжатие (фиг. 4), а следовательно, не изменяют своих характеристики как следствие характеристик тензопреобразователя, что улучшает точность измерения, Те изометрический преобразователь мембранного типа может быть вьшолнен в виде металлической мембраны с закрепленными на ее поверхности тензочувствительными элементами. Формула изобретения Полупроводниковый датчик давления, содержащий корпус с закрепленным на жестком ocHosaHiiH те изометрическим преобразователем мембранного типа, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения, а также предельно допустимого давления, жесткое основание с закрепленным преобразователем на упругом элементе, например сильфоне, а с наружной стороны преобразователя установлен плоский упор, причем его Диаметр больше рабочего диаметра преобразователя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе т. 45, 25, Электроника Приборы и cиcтe 1Ы управле 7, 1974.