SU1157346A1 - Тензорезисторный датчик - Google Patents

Abstract

1. ТЕНЗОРЕЗИСТОРНЫЙ flATMIiK, содержащий четырехплечий тензорезисторный мост, в два смежных плеча которого последовательно, тензорезисторам включены дополнительные резисторы , два транзистора, источник питани , соединенньй с вершинами диагонали питани  четьфехпдечего тензорезисторного моста, вершины измерительной диагонали которого соединены с индикатором, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени , в него введены управл емый источник напр жени  и два вспомогательных резистора , общие выводы которых соединены с первой вершиной измерительной диагонали четырехплечего тензорезисторного моста и с первым выходом управл емого источника напр жени , второй выход которого соединен с первыми вьшодами транзисторов, вторые выводы которых соединены соответственно с другими выводами вспомогательных резисторов, третьи вьшоды транзисторов соединены соответственно с первыми выводами дополнительных резисторов , вторые вьшоды которых соединены с первой вершиной измерительной диагонали четырехплечего тензорезисторного моста. 2.Датчик по п. I, отличающийс  тем, что первые выводы транзисторов соединеныс затворами, сл вторые выводы транзисторов соединены с истоками, третьи выводы транс: зисторов соединены со стоками полевых транзисторов различного типа проводимости. 3.Датчик по п. 1, отличающийс  тем, что дополнительные и вспомогательные резисторы и полевые транзисторы размещены на упруСП гом элементе на одной подложке с тензорезисторами и вьтолнены по инОд тегральной технологии, 4.Датчик по п. 1, отличаю05 щийс  тем, что сопротивление тензорезисторов и дополнительных резисторов наход тс  в соотношении 1:100, а вспомогательных и дополнительных резисторов - в соотношении не более 25:1.

Description

I Изобретение откоситс  к средствам измерени  механических величин элект рическими методами. Цель изобретени  повьшение точ кости балансировки, На чертеже представлено устройство . Тензорезисторный датчик содержит тензорезисторы 1-4, дополнительные резисторы 5 и.6( вспомогательные резисторы 7 и 8, полевые транзисторы 9 и 10 различного типа проводимости, управл емый источник 11 напр жени , вход 12, выход 13. Тензорезисторы 1-4, составл ют пл чи четырехплечего тензорезисторного моста, последовательно с тензорезис тором 4 включен дополнительный резистор 5, а последовательно с тензорезистором включен дополнительный ре зистор 6, парало ельно каждому дополнительному резистору 5 и 6 включены последовательно соединенные вспомога тельный резистор 7 и 8 и сопротивление канала полевых транзисторов 9 и 10 соответственно. Один выход управл ем го источника 11 напр жени  соединен с вершиной измерительной диагонали четырехплечего тензорезисторного мое та, с которой также соединены общие выводы дополнительных и вспомогательных резисторов, второй выход управл емого источника 11 соединен с затворами полевых транзисторов 9 и 1 вход 1 2 соединен с вершинами диагона- ли питани , а выход 13 - с вершинами измерительной диагонали четырехплечего тензорезисторного моста. Устройство работает следующим образом . При отсутствии воздействи  измер емой величины и подаче питани  на вход 12 сигнал разбаланса мостовой схемы определ етс  величшсой разброса номиналов сопротивлений тензореаисторов 1-4, Дл  сигнала управл емого источника 1 напр жени ,равного нулю, сопротивлени  каналов (.сопротивлени  между истоком и стоком ) полевых транзисторов 9 и 10 одинаковы при посто нной и измен ющейс  температурах и на выходе 13 сигнал определ етс  только разбросом сопротивлени  тензорезисторов 1-4, При по даче сигнала заданной пол рности на затворы полевых транзисторов 9 и 10 происходит изменение сопротивлений каналов в противоположные стороны: 46 у одного - увеличиваетс , а у другого - уменьшаетс , так как в зависимости от типа проводимости один и тот же сигнал дл  одного полевого транзистора будет отпирающим, а дл  другого - запирающим. При одном из напр жений управл емого источника 11 напр жени  дополнительный разбаланс равен первоначальному и противоположен ему по знаку . В результате этого тензорезисторный датчик становитс  сбалансированным с заданной разрешающей способностью . Ввиду симметрии тензорезисторного датчика необходимый сигнал компенсации с источника 11 напр жени  пропорционален разбросу сопротивлений Тензорезисторов 1-4, в св зи с чем этот сигнал имеет достаточно малую величину, а устройство при заданном соотношении сопротивлени  тензорезисторов и дополнительных резисторов 1:100 и вспомогателышх и дополнительных - не б;олее.25:1 - повышенную стабильность балансировки, практически неизмен ющуюс  от температуры . Дл  повышени  температурной стабильности устройство должно быть реализовано в гибридном или интегральном вариантах, В последнем случае интегрируютс  в едином цикле изготовлени  не только пассивные (тензорезисторы , резисторы), но и активные компоненты, а их расположение на едином упругом элементе обеспечивает выравнивание температур элементов компенсации ( дополнительных 5 и 6 и вспомогательных резисторов 7 и 8, полевых транзисторов 9 и 10) с температурой тензорезисторов 1-4, За счет того,, что дополнительные 5 и б и вспомогательные резисто ры 7 и В, а также полевые транзисторы 9 и 10 наход тс  при равных температурах , изменени  их параметров от нагрева тензорезисторов 1-4, а также от изменени  окружающей температуры  вл ютс  одинаковыми и взаимокомпенсирующимис , в результате чего собственна  температурна  нестабильность полевых транзисторов и резисторов оказывает на несколько пор дков меньшее вли ние, чем от одиночного вли ние полевых транзисторов, дополнительных и вспомогательных резисторов,

Claims (4)

1. ТЕНЗОРЕЗИСТОРНЫЙ ДАТЧИК, содержащий четырехплечий тензорезисторный мост, в два смежных плеча которого последовательно, тензорезисторам включены дополнительные резисторы, два транзистора, источник питания, соединенный с вершинами диагонали питания четырехпдечего тензорезисторного моста, вершины измерительной диагонали которого соединены с индикатором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены управляемый источник напряжения и два вспомогательных резистора, общие выводы которых соединены с первой вершиной измерительной диагонали четырехплечего тензорезис торного моста и с первым выходом управляемого источника напряжения, второй выход которого соединен с первыми выводами транзисторов, вторые выводы которых соединены соответственно с другими выводами вспомогательных резисторов, третьи выводы транзисторов соединены соответственно с первыми выводами дополнительных резисторов, вторые выводы которых соединены с первой вершиной измерительной диагонали четырехпдечего тензорезис— торного моста.

2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что первые выводы транзисторов соединены· с затворами, вторые выводы транзисторов соединены с истоками, третьи выводы транзисторов соединены со стоками поле вых транзисторов различного типа проводимости.

3. Датчик поп. 1, отличающийся тем, что дополнительные и вспомогательные резисторы и полевые транзисторы размещены на упругом элементе на одной подложке с тензорезисторами и выполнены по интегральной технологии.

4. Датчик по π. 1, отличающийся тем, что сопротивление тензорезисторов и дополнительных ре зисторов находятся в соотношении

1:ЮС, а вспомогательных и дополнительных резисторов - в соотношении не более 25:1.

1 1157346 2