Интегральный тензодатчик Советский патент 1980 года по МПК G03B7/16 

I

Изобретение относится к облаете измерения механических величин злектрическими кютодами.

Известен тензодатчик, содержащий упругий элемент с вьшолненной на нем схемой в виде тензочувствительных МДП-транзисторов 1.

Однако при изменении температуры в показаниях тензодатчика появляется значительная погрешность, вызванная температурной нестабтьностью транзисторов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является интегральный тенэодатчик, содержащий упругий злемет с расположенной на его поверхности тензочувствятельной схемой из срединенньрс между собой МДП транзисторов и делителя напряжения, выпопяекного из резисторов, для термоста&шизацга 2.

Недостатком тензодатчнка является его вевысокая чувствительность, определяемая тем, что в качестве тензочувствительных эпе юнтрв использованы только транзисторы.

Цель изобретения - увеличение чувствительности.

Это достигается тем, что делитель напряжения выполнен из тензорезисторов, расположенных в зоне деформацда упругого элемента и ориентированных по кртсталлографическим направлениям МДП-транзисторов.

На фиг. 1 показан интегральный тензодатчик; на фиг. 2 приведена его принципиальная электрическая схема.

Интегральный тензодатчик содержит упругий элемент 1, в зоне 2 деформации которо10го расположена тензочувствительная схема, Состоящая из МДП-транзисторов 3, 4, 5, 6, соединенных по мостовой cxeKfe, и делителя напряжений яз тензоре:шсторов 7, 8, 9, 10, соединенных с входамн МДП-трвнзисторов 3-6.

IS Для получения максимальной чувствктелыюсти транзисторы одного типа тфоводимости ориентированы взаимно перпендикулярно, нащжмер, 00 направлениям типа (110) для плоскости (100) (фиг. 1) кремния. Напряжение на вх

20 цах всех четырех транзисторов 3-6 задается ((елнтелем напряжения. Для увеличения чувствител1 ости интегрального тензодатчика тЬнзореэясторы расположены в зоне деформации упрутого элемента и ориентированных по кристалло Графическим направлениям МДП-транзисторов.

Устройство работает следующим образом.

Под действием деформации малые изменения токе МДП-транзистора вызывают большие изменения напряжения на его выходе из-за юльшого выходного сопротивления. Кроме того, под действием деформации изменяется солротавление тензорезисторов 7-10, подключен;ных к МДП-транзисторам 3-6, причем сопротивление тензорезистора 9 уменьшается, а тензорезистора 8 увеличивается, т.е. возрастает потенциал точки А относителы о общего вывода схемы. В результате происходит дополнительное изменение напряжения в средней точке иолумоста, совпадающее по знаку с имеющимся изменением напряжения, вызванным тензочувствитепьностью транзисторов, т.е. увеличивается чувствительность тензодатчика. Испытания лабораторных образцов интеграль;нь Х тензодатчиков показали что они обеспечи;вают выходной сигнал порядка 2,5-3 В при деформации 2-10.; Использование интегрального тензодатчика обеспечивает возможность создания интегральных тензодатчиков с большим выхорльш снгналом и высокой чувствительностью, увеличение чувствительности интегральных тензодатчиков в 2,5-3 раза и расширение диапазона измерения с помощью данного интегрального тензояатчика за счет увеличения чувствительности.

Формула изобретения

JQ Интегральный тензодгтч(к, содержащий упругий элемент с расположенной на го поверхности тензочувствйтельной схемой из соединенных между собой МДП-транзисторо1 к делителя напряжения, отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности, делитель напряжения выполнен из тензореэисторов, расположенных в зоне деформации упругого элемента и ориентированных по кристаллографнческим направлениям МДП-транзнстороЕ, Источники информации, принятые во BHHMaiMe при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 19870, кл. G 01 L 1/20, 1966. 2.Методы и средства тензометрии и их использование в народном хозяйстве. М., Наука 1976, с. 22 (прототип).