Двухкоординатный преобразовательпЕРЕМЕщЕНий Советский патент 1981 года по МПК G01B7/04 G01D5/20 

(54) ДВУХКООРДИНАТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

t

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано, в частности для измерения перемещений объекта в плоскости относительно начала координат.

Известен преобразователь перемещения, выполненный из.МДП-транзистора с подвижным затвором, отделенным от полупроводниковой подложки со сформированным в ней областями истока и стока слоями твердого и жидкого диэлектрика fl .

Данный преобразователь обладает чувствительностью и быстродействием, однако он позволяет измерять перемещения только в одном направлении.

Наиболее близким к предложенному является двухкоординатный преобразователь перемещений объекта, содержащий четыре чувствительных элемента, размещенных крестообразно и электрически соединенных попарно, и подвижный элемент, связанный с контролируемым объектом. Чувствительными элементами в нем являются катушки возбуждения, а подвижным элементоыякорь с индикаторной катушкой L2l .

Недостатком данного преобразователя является его относительно невысокое быстрюдействие, обусловленное постоянными времени катушек возбуждения и индикаторной катушки.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

Для достижения поставленной цели чувствительные .элементы выполнены

0 в виде МДП-транзисторов, соединенных в каждой паре параллельно, а подвижный элемент, выполнен в виде общего электрода-затвора МДП-транзисторов.

5

Электрод затвора может быть выполнен например в форме квадрата, перекрывающего все МДП-транзисторы.

На чертеже схематично представлена функциональная схема преобра0зователя.

Он содержит четыре идентичных МДй-транзистора 1-4, расположенных крестообразно в одной плоскости на общей полупроводниковой подлож5ке 5 и имеклцих общий неподвижный электрод 6 затвора (условно показан прозрачным) . Электрод 6 затвора имеет форму квадрата и перекрывает все четыре транзистора. Он отделен 0 от поверхности транзисторов слоем

диэлектрика и имеет возможность перемещаться вместе с объектом по этому слою одновременно в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Противоположные транзисторы 1, 3 и 2, 4 соединены параллельно и подключены своими токами 7 через измерительные приборы 8 и 9 к минусу источника 10 питания постоянного тока. Плюс этого источника подведен к истокам 11 всех транзисторов. Электрод б затвора подключен к одному из полюсов источника 12 смещения, второй полюс которого заземлен. Полупроводниковая подложка 5 также заземлена.

Преобразователь работает следующим образом.

Если електрод б затвора находится в центральном положении, симметрично перекрывая области стоков 7 и истоко 11 всех транзисторов 1-4, сопротивление этих транзисторов минимально, а ток через приборы 8 и 9 максимален что соответствует нулевому отклонени от центра подложки 5 электрода б затвора и связываемого с ним контролируемого объекта (не показан). При перемещении электрода 6 затвора, например вдоль оси X, сопротивление пары транзисторов 1 и 3 линейно увеличивается, а другой пары 2 и 4 - не изменяется, вследствие чего, соответственно, показания измерительного прибора 8 убывшот, а прибора 9 - не изменяются. При перемещении электрода 6 затвора вдоль оси у, наоборот, уменьшаются показания прибора 9 и не меняются показания прибора 8. При одновременном перемещении по обеим координатным осям изменяются показания обоих приборов, по которым можно оценить величину смещения объекта без указания направления перемещения относительно начала координат.

Благодаря применению практически безинерционных чувствительных элементов - МДП-транзисторов, быстродействие преобразователя существенно увеличивается.

Формула изобретения

20 быстродействия, чувствительные элементы выполнены в виде МДП-транзисторов, соединенных в каждой паре параллельно, а подвижный элемент выполнен в виде общего электрода-затво25 ра МДП-транзисторов.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

35 2. Авторское свидетельство СССР 470696 кл. G 01 В 7/04, 1972 (прототип) .

л 7