Изобретение относитс к измерительной технике, в частности к полупроводниковым тензометрическим датчикам давлени , и может быть использовано в информационно-измерительных, кон- трольно-управл ющих и автоматизированных системах в качестве первичного измерительного преобразовател давлени жидкостей и газов.The invention relates to a measurement technique, in particular, to semiconductor strain gauge pressure sensors, and can be used in information-measuring, control and control and automated systems as a primary measuring transducer for the pressure of liquids and gases.
Целью изобретени вл етс повыше- ние чувствительности.The aim of the invention is to increase the sensitivity.
На фиг.1 показан чувствительный элемент с углублением по периметру и с квадратным жестким центром; на фиг.2 - общий вариант чувствительного элемента, базов.а модель; на фиг.З - конструкци преобразовател51 давлени с чувствительным элементом, сечение А-А на фиг.1; на фиг.4 - чувствительный элемент, балочный вариант; Hd фиг.З - мембранный чувствительный элемент с эпюрами напр жений с учетом концентраторов напр жений.Figure 1 shows a sensitive element with a recess around the perimeter and with a square hard center; figure 2 - the General version of the sensing element, the base model; FIG. 3 shows a pressure transducer design with a sensitive element, section A-A in FIG. figure 4 is a sensitive element, beam version; Hd Fig. 3 is a membrane sensitive element with voltage plots taking into account stress concentrators.
Преобразователь давлени содержит полупроводниковую пластину 1, в которой выполнены углублени 2, выполн ющие роль упругих элементов, т.е. это участки, где происход т упругие деформации . Утолщенные секторы 3 выполн ют роль ребер жесткости, т.е. это участки чувствительного элемента, где упругие деформации практически равны нулю. На утолщенных секторах 3 размещены элементы вто.ричной аппаратуры , например операционный усили- тель, микропроцессор, выпр мительна схема, магазин сопротивлений дл балансировки измерительной схемы, компоненты схемы температурной компенсации и т.д. В углублени х 2 размещены компоненты измерительной схемы, в частности тензорезисторы 4, которые с помощью проводников 5 и 6 соединены между собой с вторичными схемами, размещенными на утолщенных секторах, и внещней аппаратурой. Полупровод1ш- кова пластина 1 закреплена в корпусе 7 (фиг.З), с помощью клеевого состава 8.The pressure transducer contains a semiconductor plate 1, in which recesses 2 are made, which play the role of elastic elements, i.e. these are the areas where elastic deformations occur. Thickened sectors 3 play the role of stiffeners, i.e. These are the parts of the sensitive element, where the elastic deformations are practically zero. The thickened sectors 3 contain elements of secondary hardware, for example, an operational amplifier, a microprocessor, a rectifier circuit, a resistance box for balancing the measuring circuit, components of the temperature compensation circuit, etc. Components of the measuring circuit are placed in recesses 2, in particular, resistance strain gages 4, which are interconnected with the help of conductors 5 and 6 with secondary circuits placed on thickened sectors and external equipment. The semiconductor plate 1 is fixed in the housing 7 (FIG. 3), using adhesive composition 8.
,Преобразователь давлени работает следующим образом.The pressure transmitter operates as follows.
Под действием измер емого давлени , углубленные участки 2 пластины 1 упруго деформируютс , при этом утолщенные секторы 3 не деформируютс . Под воздействием этих деформаций (и соответственно, напр жений) тензорезисторы 4 мен ют величины сопротивлений , что приводит к разбалансу измерительной схемы. Сигнал разбаланса измерительной схемы с помощью проводников 5 подаетс к схемам, выполненным на утолщенных секторах, и к проводам 6, которые соедин ют преобразователь с внешней аппаратурой. На измерительную схему подаетс электрическое напр жение (ток), изменение которого вл етс результатом разбаланса измерительной схемы и пр мо пропорционально измер емому давлениюUnder the action of the measured pressure, the depressed portions 2 of the plate 1 are elastically deformed, while the thickened sectors 3 are not deformed. Under the influence of these deformations (and, accordingly, stresses), the strain gages 4 change the resistance values, which leads to the imbalance of the measuring circuit. The unbalance signal of the measuring circuit is fed by conductors 5 to circuits made on thickened sectors and to wires 6, which connect the converter to external equipment. An electrical voltage (current) is applied to the measuring circuit, the change in which is the result of the unbalance of the measuring circuit and is directly proportional to the measured pressure.