SU1425487A1 - Интегральный преобразователь давлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к интегральным тензопреобразовател м,предназначенным дл  использовани  в различных област х науки и техники, св занных с измерением давлени . Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  давлени  при воздействии нестационарной температуры, повышение чувствительности и технологичности . При воздействии измер емого давлени  на квадратную мембрану 1 в ней возникают деформации, которые преоб) разуютс  тензорезисторами, соединенными в мостовую схему, в электрический сигнал. При воздействии нестационарной температуры за счет того, что терморезистор 5 выполнен в виде соединенных между собой одинаковых полосок, расположенных в одном из углов мембраны перпендикул рно прилегакщим сторонам , происходит компенсаци  изменени  выходного сигнала, от температуры. 2 ил.

Description

r/;oj

5

LJW

Ю

СП

4 90 1

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к интегральным тензопреобразовател м, предназначенным дл  использовани  в различных област х науки и техники, св занных с измерением давлени .

Цель изобретени  - повышение точности измерени  давлени  при воздействии нестационарной температуры,, по- вышение чувствительности и технологичности .

На фиг.1 схематично изображен интегральный преобразователь давлени ; на фиг.2 - узел I на фиг.1.

Интегральный преобразователь давлени  представл ет собой монокристалл кремни , в котором способом анизотропного травлени  выполнена квадратна  мембрана 1 за одно целое с опорным ос нованием 2. Плоскость мембраны совпадает с основной кристаллографической плоскостью (00), а со стороны мембраны ориентированы вдоль взаимно перпендикул рных направлений 110 и TlO). Тензорезисторы R - R р-типа Проводимости сформированы диффузией бора и расположены в периферийных област х мембраны, причем тензорезис- торы с одинаковым знаком чувствитель- ности расположены у противоположных сторон мембраны. Например, тензорезис торы R и R3 увеличивают сопротивление , а R2 и R уменьшают сопротивление с увеличением давлени .Дл  соедине- НИН тензорезисторов в замкнутую мостовую схему используютс  высоколегированные соединительные области 3. I

Контактные площадки 4 выполнены из алюмини  и с помощью гибких выводов соединены с источником напр жени  и регистратором (не показаны). Терморезистор 5 выполнен в виде соединенных между собой полосок 6 и 7, расположенных в одном из углов квадратной мембраны дл  того, чтобы иметь полностью замкнутый мост с однослойным расположением соединительных областей . Чтобы терморезистор не чувст- вовал измер емого давлени , он расположен симметрично направлени м минимальной тензочувствительности 00 или {010), а длина полосок L и L и ширина полосок Ь и Ь выбраны одина- ковыми,

Резистивные полоски расположень перпендикул рно прилегающим сторонам мембраны дл  облегчени  разработки и

изготовлени  фотошаблонов. Кроме того , резистивные полоски расположены на мембране до пересечени  с границей 8 раздела мембраны и опорного основани  дл  идентификации тепловых условий терморезистора и тензорезис- тора, а также дл  расположени  контактных площадок на опорном основании , так как в случае расположени  контактных площадок на мембране она может повредитьс  при разводке выводных проводников. Вследствие симметричности характеристик мембраны тен- зорезистор может быть расположен в любом из углов мембраны.

Интегральный преобразователь давлени  работает следуюпшм образом.

Измер емое давление воздействует на мембрану со стороны, противоположной планарной. В мембране возникают напр жени  и деформации. Тензорезисторы воспринимают деформации, и и сопротивление измен етс  пропорционально измер емому давлению. Причем, так как сопротивлени  тензорезисторов R, и R увеличиваютс , а тензорезисторов R. и R уменьшаютс  с увеличением давлени  и тензорезисторы соединены в мостовую схему, на выходе схемы формируетс  выходной сигнал пропорциональный сумме изменений со- противлеьшй отдельных тензорезисторов . При изменении температуры окру- I

жающей среды терморезистор также измен ет свое сопротивление. Включением терморезистора параллельно выходной диагонали моста можно добитьс  компенсации изменени  выходного сигнала от температуры. Дл  большей точности компенсации изменени  выходного сигнала могут быть использованы дополнительные подстраиваемые резисторы , включенные параллельно и последовательно терморезистору (не показаны ) .

Изобретение обеспечивает повьшени технологичности за счет упрощени  изготовлени  фотооригиналов и расчета топологии.

Конструкци  преобразовател  позвол ет изготавхшвать полностью замкнутые мостовые структуры с однослойным расположением межэлементных соединений . Пpeи fyщecтвoм конструкции  вл етс  также повышение точности при воздействии нестационарной температуры измер емой среды за счет того, что терморезистор находитс  в

аналогичных температурных услови х с тензорезисторами.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Интегральный преобразователь давлени , содержащий квадратную мембрану из монокристаллического кремни  п-типа проводимости, выполненную за одно целое с опорным основанием, пло- скость которой совпадает с основной кристаллографической плоскостью 00IX а со стороны ориентированы вдоль взаимно перпендикул рных направлений 110), расположенные в периферийных област х мембраны в середине ее сто25487 рон ти,

   ю 15 тензорезисторы р-типа проводимос- соединенные в мостовую схему, и терморезистор, расположенный на мембране , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени  давлени  при воздействии нестационарной температуры, повышени  чувствительности и технологичности, в нем терморезистор выполнен в виде соединенных между собой двух одинаковых полосок и расположен в одном из углов мембраны, причем кажда  пол ос- ка расположена перпендикул рно к прилегающим сторонам мембраны и выполнена длиной до кра  мембраны.

   м