RU1838754C - Pressure pickup - Google Patents
Pressure pickupInfo
- Publication number
- RU1838754C RU1838754C SU914902657A SU4902657A RU1838754C RU 1838754 C RU1838754 C RU 1838754C SU 914902657 A SU914902657 A SU 914902657A SU 4902657 A SU4902657 A SU 4902657A RU 1838754 C RU1838754 C RU 1838754C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piezoelectric element
- membrane
- current
- measuring
- silicon membrane
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к измерительной технике, а именно к измерени м деформации материала. Цель изобретени ра ну Ч( ак сширение диапазона измерени в сторомалых давлений. Устройство предназнэIHO дл применени в качестве злизатора состава газов, сверхчувствительного микрофона, датчика давлени , силы , линейного,ускорени , температуры и других подобных устройств в качестве унифицированного преобразовател деформации кремниевой мембраны п электрический сигнал. Измерение с высокой точностью малых перемещений (от единиц до сотен ангстрем ) достигаетс за счет эффекта туннельного тока, возникающего между металлической иглой, расположенной на пье- зоэлементе, и кремниевой мембраной.при малых рассто ни х между ними. Подачей высокого напр жени на электрическую ось X пьезоэлемента можно регулировать рассто ние между острием мглы, расположенной на механической оси Y пьезозлемента, и кремниевой мембраной по величине туннельного тока. 2 ил.The invention relates to measuring technique, namely to measuring deformation of a material. The purpose of the invention is to expand (measuring the range at high pressure. The IHO device for use as a gas detector, an ultra-sensitive microphone, a pressure sensor, force, linear, acceleration, temperature and other similar devices as a unified transformer of deformation of a silicon membrane and an electric Signal Measurement with high accuracy of small displacements (from units to hundreds of angstroms) is achieved due to the effect of the tunneling current arising between the metal a hole located on the piezoelectric element and a silicon membrane. at small distances between them. By applying a high voltage to the X-axis of the piezoelectric element, the distance between the tip of the mist located on the mechanical axis Y of the piezoelectric element and the silicon membrane can be adjusted according to the size of the tunnel membrane current. 2 ill.
Description
i Изобретение относитс к измерительной технике, а именно к измерению дефор- материала, изготавливаемого методами микроэлектронной технологии, в качестве унифицированного преобразовател деформации в электрический сигнал.i The invention relates to measuring technique, namely, to measuring the strain material made by microelectronic technology as a unified transformer of deformation into an electrical signal.
Цель изобретени - расширение диапазона измерени о сторону малых перемеще- HIJIU и повышение точности измерений.The purpose of the invention is to expand the measuring range on the side of small displacements-HIJIU and to increase the accuracy of measurements.
Поставленна цель достигаетс тем, что дг тчих дазлени , содержащий мембрану из электропроводного кремни с опорным основанием и контактной площадкой и соединенный с ней токовывод, снабжен рг змещенным на опорном основании мембраны изол ционным слоем, медной пластиной , закрепленной на изол ционном This goal is achieved in that dg of fast dazlenie containing a membrane of electrically conductive silicon with a support base and a contact pad and a connected current output connected to it, is equipped with an insulating layer placed on the supporting base of the membrane, a copper plate mounted on an insulating
слое, закрепленным на пластине своими концами пьезоэлементом, выполненным 8 виде пр моугольного параллелепипеда, двум токовыводами, соединенными с соответствующими концами пьезозлемента, и закрепленной в средней части пьезоэлемента обращенной о сторону мембраны металлической иглой с токовыводом.a layer, a piezoelectric element fixed to the plate with its ends, made 8 in the form of a rectangular parallelepiped, two current leads connected to the corresponding ends of the piezoelectric element, and a metal needle with a current outlet facing the membrane side fixed in the middle part of the piezoelectric element.
На фиг.1 представлена структурна схема датчика давлени ; на фиг,2 - электрическа схема датчика давлени .Fig. 1 is a structural diagram of a pressure sensor; Fig. 2 is a circuit diagram of a pressure sensor.
Датчик давлени содержит мембрану 1, изготовленную из монокристалла кремни одного типа проводимости, льезозлемента е форме параллелепипеда 2 с закрепленной на нем по механической оси Y металлической иглой 3. Пьезозлемент 2 крепитс сво« &The pressure sensor comprises a membrane 1 made of a single crystal of silicon of the same type of conductivity, an ice element in the form of a parallelepiped 2 with a metal needle 3 fixed on it along the mechanical axis Y. The piezoelectric element 2 is attached with its &
Сл 00 XI СЛDC 00 XI SL
ЬьB
соwith
ими концами на медной пластине 4, закрепленной на изол ционном слое 5. По электрической оси X пьезоэлемента 2 нанесены контактные площадки 6 с токовыводами 7. На мембрану 1 нанесена контактна площадка 8 с токовыводом 9, а к металлической игле 3 подключен токовывод 10.with their ends on a copper plate 4 fixed on the insulating layer 5. On the electric axis X of the piezoelectric element 2, contact pads 6 with current leads 7 are applied. A contact pad 8 with current lead 9 is applied to the membrane 1, and a current lead 10 is connected to the metal needle 3.
Датчик давлени работает следующим образом (фиг.2). В исходном состо нии конец металлической иглы 3, обращенный в сторону мембраны устанавливаетс на малом рассто нии (от единиц до сотен ангстрем ) от кремниевой мембраны 1. Если теперь приложить напр жение пор дка 1000 В от управл емого источника напр жени 11 по электрической оси пьезоэлемента 2, игла 3 переместитс по механической оси Y в направлении мембраны 1 на рассто ние , необходимое дл возникновени туннельного тока, возникающего между иглой 3 и мембраной 1 по токовыводам 9 и 10 от источника опорного напр жени 12.The pressure sensor operates as follows (Fig. 2). In the initial state, the end of the metal needle 3 facing the membrane is installed at a small distance (from units to hundreds of angstroms) from the silicon membrane 1. If now we apply a voltage of the order of 1000 V from a controlled voltage source 11 along the electric axis of the piezoelectric element 2, the needle 3 will move along the mechanical axis Y in the direction of the membrane 1 by the distance necessary for the tunneling current to occur between the needle 3 and the membrane 1 along the current leads 9 and 10 from the reference voltage source 12.
Таким образом; регулировкой высокого напр жени от источника 11 можно выбрать начальное значение туннельного тока. При воздействии каких-либо внешних факторов кремниева мембрана 1 будет деформироватьс в направлении иглы 3. Туннельный ток, протекающий через нагрузку 13, усиливаетс усилителем 14 и через цепь 1.5 обратной св зи управл ет напр жением источника 11, устанавлива прежнее значение туннельного тока за счет изменени рассто ни между мембраной 1 и иглой 3.In this way; by adjusting the high voltage from source 11, the initial value of the tunneling current can be selected. When exposed to any external factors, the silicon membrane 1 will deform in the direction of the needle 3. The tunnel current flowing through the load 13 is amplified by the amplifier 14 and through the feedback circuit 1.5 controls the voltage of the source 11, setting the tunneling current value by changing distance between membrane 1 and needle 3.
Изменение напр жени управл емого источника напр жени 11 соответствует перемещению мембраны 1. Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемыйThe change in the voltage of the controlled voltage source 11 corresponds to the movement of the membrane 1. Thus, in comparison with the prototype of the proposed
датчик обладает новыми свойствами: уменьшает нижнюю границу измер емых деформаций на пор док и ниже (до единиц ангстрем), т.е. повышает чувствительность за счет эффекта туннельного тока; повышает точность измерени за счет линейности шкалы, так как малым перемещени м мембраны (единицы-дес тки ангстрем)соответ- ствует значительное изменение напр жени , приложенного к пьезоэлементу (дес тки-сотни вольт).the sensor has new properties: it reduces the lower boundary of the measured strains by an order of magnitude and lower (to units of angstroms), i.e. increases sensitivity due to the effect of tunneling current; increases the accuracy of measurement due to the linearity of the scale, since small displacements of the membrane (units of tens of angstroms) correspond to a significant change in the voltage applied to the piezoelectric element (tens of hundreds of volts).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914902657A RU1838754C (en) | 1991-01-16 | 1991-01-16 | Pressure pickup |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914902657A RU1838754C (en) | 1991-01-16 | 1991-01-16 | Pressure pickup |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1838754C true RU1838754C (en) | 1993-08-30 |
Family
ID=21555697
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU914902657A RU1838754C (en) | 1991-01-16 | 1991-01-16 | Pressure pickup |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1838754C (en) |
-
1991
- 1991-01-16 RU SU914902657A patent/RU1838754C/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100334420C (en) | Position sensor comprising elastomeric material | |
US3654579A (en) | Electromechanical transducers and housings | |
US3461416A (en) | Pressure transducer utilizing semiconductor beam | |
JPH0672899B2 (en) | Acceleration sensor | |
JP3200469B2 (en) | Linear displacement measuring device | |
US3482197A (en) | Pressure sensitive device incorporating semiconductor transducer | |
RU1838754C (en) | Pressure pickup | |
US3392576A (en) | Semiconductor transducers | |
US5092163A (en) | Precision small scale force sensor | |
CN1071249A (en) | Measure the method for micrometric displacement with tunnel effect principle | |
JP4344850B2 (en) | Micro material testing equipment | |
US3577884A (en) | Pressure-measuring device | |
JPH05249165A (en) | Semiconductor potential sensor | |
JP4362559B2 (en) | Capacitive force measuring device | |
SU1536196A1 (en) | Piezooptical meter of object deformations | |
US3820402A (en) | Electrical pressure transducer | |
CN2301727Y (en) | Acceleration sensor based on tunnel effect | |
US4002061A (en) | Capacitance transducer for the measurement of bending strains at elevated temperatures | |
JPS5825327Y2 (en) | Load measuring device for pressure tools of bonding equipment for semiconductor devices | |
SU1545115A1 (en) | Pressure pickup | |
JPH0278926A (en) | Pressure detector | |
JPS6352025A (en) | Load cell | |
SU906045A1 (en) | Device for measuring electric parameters of integrated circuits | |
SU1049282A1 (en) | Device for measuring contact pressure force in current collector | |
SU1052848A1 (en) | Integrated strain gauge |