Механоэлектрический преобразователь Советский патент 1982 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится к измерительной технике; в частности к устройствам, преобразующим механические напряжения в электрический сигнал, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения.

Известен механоэлектрический преобразователь упругих колебаний, содержащий излучатель и приемный преобразователь, установленные на звукопроводах, разделенных акустическим экраном (1.

Недостатком преобразователя является то, что в нем используются пьезопластины, обладающие недостаточной шириной полосы частот, что снижает точность измерения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является механоэлектрический преобразователь, включающий транзистор 2.

Недостатком преобразователя является сравнительно низкая чувствительность к механическим напряжениям и нелинейность преобразования в широком диапазону частот.

Цель изобретения - повьпаение чувствительности и точности преобразования.

Указанная цель достигается тем, что механоэлектрический преобразователь, включающий транзистор, снабжен вторым транзистором, выполненным на общем с первым полупроводниковом кристалле, и оба расположены по оси механической нагрузки, параллельной линии тока одного из транзисторов Кроме того, оба транзистора вы10полнены полевыми П-типа, канал одного из них ориентирован в направлении CIOG кристаллографической оси, а другой - в направлении OlOj.

На фиг.1 показано расположение левых транзисторов ПТ1 и ПТ2 на исходном кристалле ПТ и действие механической нагрузки Р (сжатие), направление тока в канале каждого транзистора относительно кристаллографичес20ких направлений показано стрелками на фиг.2 - электрическая схема сое-i динения транзисторов; на фиг-З графический анализ работы устро;.ства.

25

Механоэлектрический. преобразователь работает следующим образом,

В отсутствие механической нагрузки .при равенстве токов стока первого

30 и второго транзисторов Ici-Irz выходное напряжение механоэлектрического преобразователя равно

где ЕС - напряжение питания; и - половина напряжения питания. Действие механической нагрузки (сжатие, приложенной параллельно линии тока в канале первого транзис TOpaV приводит к уменьшению тока стока первого транзистора,., на величинулТ-и увеличению тока стока второго транзистора 1са на величину д1„ В результате этого выходное напряжениеия., становится равным Bb, При действии ме санической нагрузк .(растяжение; выходное напряжение уст ройства соответственно уменьшится HauUc,(He показано . Таким образом, преобразователь на двух полевых транзисторах м-типа расположенный на одном кристалле, позволяет увеличить чувствительность устройства к механической Harpyaife в несколько раз и повысить точность преобразования в электрический сигнал. Одновременно использование полевы5 транзисторов в устройстве позволит значительно расширить частотный диапазон линейного преобразования упругих механических колебаний в электрический сигнал. Формула изобретения 1. Механоэлектрический преобразователь , включающий транзистор, о тличаюадийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности, он снабжен вторым транзистором, выполненным на общем с первым полупроводниковом кристалле, и оба тоанзистора расположены по оси механической нагрузки, паоаллельной линии тока одного из транзисторов. 2. Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что оба транзистора выполнены полевыми итипа,канал одного из них ориентирован в направлении tlOOj кристаллографической оси, а другой - в направле ИИ OlOj. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 415572, кл. XiOl М 29/04 ,. 2. Патент Австрии № 259268, кл. 42 к, 1968 (прототип).

i

nrz

iOJOj

fJTI

v

iPuff

f/ . /J 4,