SU1052848A1 - Integrated strain gauge - Google Patents

Integrated strain gauge Download PDF

Info

Publication number
SU1052848A1
SU1052848A1 SU823438034A SU3438034A SU1052848A1 SU 1052848 A1 SU1052848 A1 SU 1052848A1 SU 823438034 A SU823438034 A SU 823438034A SU 3438034 A SU3438034 A SU 3438034A SU 1052848 A1 SU1052848 A1 SU 1052848A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
bridge
strain gauge
insulating layer
membrane
strain gauges
Prior art date
Application number
SU823438034A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Александрович Сафонов
Вячеслав Николаевич Полтавченко
Original Assignee
Предприятие П/Я Г-4371
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я Г-4371 filed Critical Предприятие П/Я Г-4371
Priority to SU823438034A priority Critical patent/SU1052848A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1052848A1 publication Critical patent/SU1052848A1/en

Links

Landscapes

  • Pressure Sensors (AREA)

Abstract

ИНТЕГРАЛЬНЫЙ ТЕНЗОПРЕОБРА- , ЗОВАТЕЛЬ, содержащий мембрану из кремни  одного типа проводимости. мост из тензорезистрров, выращенных на мебране и имеющих проводимость противоположного типа, и токовыводы , соединенные с вершинами моста, о., тличающийс  тем, что, с целью повышени  его точности, он снабжен изол ционным слоем, нанесенным поверх одного из тензорезисторов , металлической пластиной, закрепленной на изол ционном слое, и дополнительным токовыводом, соединенным с пластиной. (Л ел ю 00 4 00INTEGRAL TENZ-TRANSFORMER, PERSON, containing a silicon membrane of the same conductivity type. bridge of strain gauges grown on mebran and of opposite type conductivity, and current leads connected to the vertices of the bridge, so that, in order to increase its accuracy, it is equipped with an insulating layer deposited on one of the strain gauges with a metal plate, fixed on the insulating layer, and an additional current output connected to the plate. (L ate 00 00 00

Description

Изобретение относитс  к измери тельной технике, а именно к тензометрическим преобразовател м, изготавливаемым методами микроэлектронной технологии, и может быть использовано в датчиках давлени , силы , перемещени , линейного ускоре-ни  и других подобных устройствах в качестве унифицированного преобразовател  деформации мембраны в электрический сигнал. Известен интегральный тензопреобразователь , содержащий мембрану из сапфира, мост из полупроводниковых тензореэисторов и соединенных с ними последовательно подгоночных резисторов и токовыводы, соединенные с вершинами моста С1. Однако данный тензопреобраэователь не обеспечивает высокой точности измерени  механических параметров воздействующих на мембрану, так как наличие подгоночных резисторов, не воспринимающих деформацию мембраны , приводит к нелинейности выходного сигнала моста в Ч)ункции от вход ноге механического параметра. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  интегральный тенэопреобразователь, содержащий мембрану из кремни  одного типа проводимости , мост из тензорезисторов, вырааденных на мембране и имеющих про водимость противоположного типа, дополнительные резисторы, включенные а плечи моста последовательно с тензррезйсторами и используек&зе дл  под гонки его чувствительности и начального уровн  сигнала, и токовыводы, соединенные с весадинами моста С2, Однако и этот тенэопреобразователь имеет нелинейность градуировочной характеристики, св занную с НсШичием в плечах моста дополнительных резисторов, что снижает точность измерени  механических параметров таким устройством. Цель изобретени  - повышение точности измерений. поставленна  цель достигаетс  тем, что интегральный тензопреобразо затель, содержсодий мембрану из кремни  одного типа проводимости, мост из .тенэорезисторов, выращенных на мембране и имеющих проводимость противоположнрго типа, и токовыводы, со единенные с вершинами моста, снабжен изол ционн&м слоем, нанесенным поверх одного из тензорезисторов, металлической пластиной, закрепленной на изол ционном слое, и дополнительным токовыводом, соединенным с пластиной . На фиг. 1 представлен интегральный тензопреобразователь, общий вид/ на фиг. 2 - то же, разрез в плоскости , перпендикул рной плоскости мембраны . Интегральный тензопреобразователь содержит мембрану 1, изготовленную из монокристалла кремни  одного типа проводимости, мост из тензорезисторов 2-5, выращенных на мембране 1 и имеющих проводимость противоположного типа, токовыводы 6-9, соединенные с вершинами моста, образованными токопровод щими участками 10-13 мембраны 1, изол ционный слой 14, нанесенный поверх одного из тензорезисторов , например тензорезистора 5, металлическую пластину 15 и токовывод 16, соединенный с пластиной 15. Интегральный тензопреобразователь работает следующим образом. Перед измерением преобразователь соедин ют с источниками питани  (не пЬказаны). Один источник посто нного напр жени  соедин ют с диагональю питани  моста, например с токовыводами 6 и 8, другой,регулируемый источник посто нного напр жени , соедин ют соответственно с токовыводом 6, соединенным с тензорезистог ром 5 и с токовыводом 16, соединенным с пластиной 15. Величину и знак напр жени  второго источника питани  подбирают таким образом, чтобы компенсировать имеющийс  технологический разбгшаис моста. При подаче напр жений на пластину 15 имеет место изменение поверхностной проводимости тензорезистора 5 подобно тому , как это имеет место в МДП транзисторах со встроенным каналом при реализации полевого эффекта. После балансировки схемы провод т измерение . Точность такого измерени  достаточно высока  вследствие того, что нелинейность мостовой схемы существенно уменьшена. Использование предлагаемого интегрального тензопреобразовател  позвол ет повысить точность датчиков механических параметров, в которые встроены такие тензопреобразо|ватели . Наличие дополнительного токовывода в тензопреобразователе позвол ет за счет усложнени  схемы вторичной электронной аппаратуры реализовать компенсадйю различных погрешностей датчика, вызванных воздействием вли квдих факторов.The invention relates to a measuring technique, namely, strain gauge converters manufactured using microelectronic technology methods, and can be used in pressure sensors, force, displacement, linear acceleration and other similar devices as a unified transducer of deformation of a membrane into an electrical signal. Known integral strain gauge containing a membrane made of sapphire, a bridge of semiconductor strain gages and connected in series with them fitting resistors and current terminals connected to the vertices of the bridge C1. However, this strain transducer does not provide high accuracy in measuring the mechanical parameters acting on the membrane, since the presence of fitting resistors that do not perceive the deformation of the membrane leads to a nonlinearity of the output signal of the bridge in terms of the input from the mechanical parameter. The closest to the proposed technical essence and the achieved effect is an integral shadow transducer containing a silicon membrane of the same type of conductivity, a bridge of strain gages built on the membrane and having the opposite conductivity type, additional resistors connected on the shoulders of the bridge in series with the resistance strain gages and using & However, this shadow transducer has also been used for the race of its sensitivity and initial signal level, and the current terminals connected to the scales of the C2 bridge. t is the nonlinearity of the calibration characteristic associated with the use of additional resistors in the arms of the bridge, which reduces the accuracy of mechanical parameters measurement by such a device. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy. The goal is achieved by the fact that the integral strain gauge, containing a silicon membrane of the same conductivity type, a bridge of resistors grown on the membrane and having the opposite type of conductivity, and current terminals connected to the vertices of the bridge, is provided with an insulation & layer applied over one of the strain gauges, a metal plate mounted on the insulating layer, and an additional current output connected to the plate. FIG. 1 shows an integral strain gauge, a general view of / in FIG. 2 - the same, a section in a plane perpendicular to the plane of the membrane. The integral strain gauge contains a membrane 1 made of silicon single crystal of the same conductivity type, a bridge of strain gauges 2-5 grown on the membrane 1 and having the opposite type of conductor, current leads 6-9, connected to the vertices of the bridge formed by conductive sections 10-13 of the membrane 1 , an insulating layer 14 deposited on top of one of the strain gauges, for example, the strain gauge 5, the metal plate 15 and the current output 16 connected to the plate 15. The integral strain gauge works as follows by azom Before measurement, the transducer is connected to power supplies (not shown). One source of DC voltage is connected to a diagonal of the bridge power supply, for example, to current leads 6 and 8, the other, an adjustable source of constant voltage, is connected respectively to a current output 6 connected to a strain resistor 5 and to a current output 16 connected to plate 15 The magnitude and voltage sign of the second power source is selected in such a way as to compensate for the existing technological process of the bridge. When voltage is applied to the plate 15, the surface conductivity of the strain gauge 5 changes, just as it takes place in MIS transistors with a built-in channel during the implementation of the field effect. After balancing the circuit, measure. The accuracy of this measurement is quite high due to the fact that the nonlinearity of the bridge circuit is significantly reduced. The use of the proposed integral strain gauge allows one to increase the accuracy of the mechanical parameters sensors in which such strain gauges are embedded. The presence of additional current output in the strain gauge allows, due to the complexity of the circuit of the secondary electronics, to compensate for various sensor errors caused by the influence of four factors.

Claims (1)

ИНТЕГРАЛЬНЫЙ ТЕНЗОПРЕОБРА- , ЗОВАТЕЛЬ, содержащий мембрану из кремния одного типа проводимости, мост из тензорезисторов, выращенных на мебране и имеющих проводимость противоположного типа, и токовыводы, соединенные с вершинами моста, отличающийся тем, что, с целью повышения его точности, он снабжен изоляционным слоем, нанесенным поверх одного из тенэорезисторов, металлической пластиной, закрепленной на изоляционном слое, и дополнительным токовыводом, соединенным с пластиной.INTEGRAL TENZO CONVERTER-, CONNECTOR, containing a silicon membrane of one type of conductivity, a bridge of strain gauges grown on mebran and having the opposite type of conductivity, and current leads connected to the tops of the bridge, characterized in that, in order to increase its accuracy, it is equipped with an insulating layer deposited on top of one of the shadow resistors, a metal plate mounted on an insulating layer, and an additional current output connected to the plate. фиг. ΪFIG. Ϊ
SU823438034A 1982-05-14 1982-05-14 Integrated strain gauge SU1052848A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823438034A SU1052848A1 (en) 1982-05-14 1982-05-14 Integrated strain gauge

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823438034A SU1052848A1 (en) 1982-05-14 1982-05-14 Integrated strain gauge

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1052848A1 true SU1052848A1 (en) 1983-11-07

Family

ID=21011719

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823438034A SU1052848A1 (en) 1982-05-14 1982-05-14 Integrated strain gauge

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1052848A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР 581368, кл. G 01 В 7/18, 1976. № 2. Патент US № 3662312, кл. 338-4, 1972 (nooTOTHri). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR840002283B1 (en) Silicon pressure sensor
EP0430676A2 (en) Capacitive pressure sensor
JPH10511459A (en) Excitation of pressure sensor using polysilicon
JP3662018B2 (en) Pressure sensor for detecting the pressure in the combustion chamber of an internal combustion engine
KR910001842B1 (en) The method of coordination of bridge circuit
US7536919B2 (en) Strain gauge
US3482197A (en) Pressure sensitive device incorporating semiconductor transducer
US3787764A (en) Solid dielectric capacitance gauge for measuring fluid pressure having temperature compensation and guard electrode
EP0493074B1 (en) Vacuum gauge
SU1052848A1 (en) Integrated strain gauge
US3743926A (en) Fine linearity control in integral silicon transducers
JP2715738B2 (en) Semiconductor stress detector
US3577884A (en) Pressure-measuring device
JPH041472Y2 (en)
JPH10332519A (en) Characteristic measuring instrument for pressure sensor
SU1303856A1 (en) Pressure transducer
SU1157346A1 (en) Resistance strain gauge transducer
JPS6273131A (en) Pressure detector
SU1545115A1 (en) Pressure pickup
JPH0656742U (en) Pressure sensor
SU1302154A1 (en) Pressure transducer
JPS57114866A (en) Measuring device of semiconductor device
SU1408262A1 (en) Pressure strain gauge transducer with separate supply and measuring circuits
SU1247693A1 (en) Semiconductor measuring device
SU917014A1 (en) Pressure pickup