SU1408262A1 - Тензопреобразователь давлени с раздельными цеп ми питани и измерени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к полупроводниковой тензометрии. Цель изобретени  увеличение выходного сигнала при одновременном расширении частотного диапазона измерени  давлени . Дл  этого устр-во содержит располо- на монокрнсталлической мембране пластину 1 с равномерно располо- KBjiHbiMH выемками 2, раздел ющими пластину 1 на р д отдельных участков 3, которые выбираютс  в пределах от 10 до 1000.Выемки 2 выполнены на глубину , равную толщине пластины. Данна  технологи  тензоч вствительного элемента обеспечивает работоспособность каждого из отдельных тензо- элементов за счет равномерного перераспределени  механических напр жений и силовых линий электрического пол . 1 ил. 9 с

Description

Изобретение относитс  к лолупро- йодниковой тензометрии и может быть использовано дл  измерени  механи- еских де ормацшЧ, давлений, ускоре- 4ий в измерительньтх и автоматизиро-- йанных системах.

Цель изобретени  - увеличение выходного сигнала при одновременном )асширении частотного диапазона изме- )ени  давлени .

На чертеже изображена топологи  . гензочувствительного элемента тензо- преобразовател  давлени  с раздельными цеп ми питани  и измерени . 1 Тензопреобразователь давлени  выполн етс , например, на КНС-струк- гуре (кремний на сапфире) и содер- кит расположенную на монокристаллической мембране пластину тензопреоб- разовател  1 с равномерно расположенными Т-образными выемками разде- ПЯЮ1ЦИМИ пластину ц  р д отдельных (участков 3, число которых выбираетс  в пределах от 10 до 1000,

I Оптимальное отношение длины 1 образованных участков тензоэлемента к ширине b составл ет 1 : 100, Остав- риа с  часть 4 полупроводниковой пластины вдоль средней линии тензочувст- 1вительного элемента в результате, Например, химического вытравливани  |выемок составл ет толпц ну 0,1-0,5 1 длины участко в 3. Причем эти участ- |КИ дл  оптимизагщи параметров за iC4eTf понижени  сопротивлени  и ис- включени  шунтирующего вли ни  могут быть металлизированы или дополнительно легированы. Участки 5 полупроводниковой пластины на концах отдельных тензочувствительных элементов выбираютс  шириной 0,3-1 Ь ширины участков 3 тензоэлемента. При меньшей ширине i в этих участках наблюдаютс  повьш1ен- на  плотность тока и их нагрев, что приводит к дополнительным погрешност м . При большей ширине данной перемычки наблюдаетс  взаимосв зь отдельных тензочувствительных элементов. Таким образом, данна  топологи  тензочувствительного элемента обеспечивает работоспособность каждого из отдельных тензоэлементов за счет равномерного перераспределени  механических напр жений и силовых линий электрического пол . Б результате на вьтходных потенциальньк контактных пластинках 6 и 8 при заданном уровне

входного сигнала на токовых контактных пластинках 7 и 9 н б.тодаетс  максимальный выходной сигнал.

Тензопреобразователь давлени  работает следующим образом.

Под действием измер емого давлени  упруга  монокристаллическа  мембрана с расположенной на ней пла-

стиной тензопреобразовател  изгибаетс  вместе с отдельными участками так, что при приложении входного сигнала на выходных контактах каждого отдельного участка вырабатываетс 

выходной потенциал, пропорциональньй механическому напр жению данного участка в продольном направлении. С учетом оптимально выбранной геометрии тензопреобразовател  на выходнь1х контактных пластинках сигнал

равен сумме сигналов отдельных участков , т.е. в N раз больше (где N число отдельных тензозлементов),

Предлагаемый Тензопреобразователь

имеет невысокую стоимость и может

быть использован в измерительных комплексах , предназначенных дл  вьщеле- нМ  слабых акустических сигналов при решении научных и прикладных задач.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Тензопреобразователь давлени  с раздельными деп ми питани  и измерени ,

   содержащий монокристаллическую упругую мембрану с расположенным на ней тензорезистором, выполненным в виде полупроводниковой пластины, снабженной двум  токовыми входными контактами , расположенными вдоль продольной оси пластины, соориентированной под углом к кристаллографическому Hanpas- лению 11(), обеспечивающим максимальную поперечную тензочувствительность , и двум  выходными потен1щаль- ными контактами, расположенными вдоль поперечной оси пластины, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  выходного сигнала при одно

   временном расширении частотного диа- пазона измерени  давлени , в нем полупроводникова  пластина в поперечном направлении разделена на отдельные равномерно расположенные участки шириной Ь, выемками Т-образной формы с образованием участками поперечных перемычек толииной h, при этом выемки выполнены на глубину, равную толщине пластины, расположены

   314082624

   равномерно, нх основани  попарно обра-средней линии до кра  полки Т-образщены друг к другу и расположены наной выемки удовлетвор ет соотношению

   рассто нии 0,5 h от средней линии2l b-100b, а толщина h поперечпластины , проход щей в поперечном на- гной перемычки выбрана из соотношени 

   правлении, при этом рассто ние 1отh 0,11-0,51.