SU1580190A1 - Интегральный преобразователь давлени - Google Patents

Abstract

Интегральный преобразователь давлени  предназначен дл  измерени  давлени , при этом включением терморезистора параллельно выходной диагонали моста можно добитьс  компенсации изменени  выходного сигнала от температуры. Преимущественно изобретение  вл етс  повышение технологичности за счет упрощени  изготовлени  фотооригиналов и упрощени  расчета топологии. В конструкции одна из меньших сторон терморезистора расположена на линии границы раздела мембраны и опорного основани . В св зи с этим повышаетс  точность задани  координат терморезистора, т.к. при расчете топологии терморезистора не требуетс  пересчета угловых положений терморезистора и тензорезисторов относительно координатных осей. 3 ил.

Description

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  упрощение конструкции преобразовател .

На фиг. 1 изображен интегральный преобразователь давлени ; на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 1 о

Интегральный преобразователь давлени  представл ет собой монокристалл кремни , в котором способом анизотропного травлени  выполнена квадратна  мембрана 1 за одно целое с опорным основанием 2. Плоскость мембраны совпадает с основной кристаллографической плоскостью (001), а стороны мембраны ориентированы вдоль взаимно перпендикул рных направлений 110 и 110. Тензорезисторы Р1, Р2, РЗ, Р4 р-типа проводимости сформированы диффузией бора и расположены в периферийных област х мембраны, причем тензорезис- торы с одинаковым знаком чувствительности расположены у противоположных сторон мембраны. Например, тензоре- зисторы Р1 и РЗ увеличиваютс  с увеличением давлени , а тензорезисторы Р2 и Р4 уменьшаютс  с увеличением давлени . Поверхнострое сопротивление тензорезисторов 100 Ом/квадрат. Дл  соединени  тензорезисторов в замкнутую мостовую схему используют высоколегированные соединительные области 3 с поверхностным сопротивлением 11 Ом/квадрат.

d

оо

с©

Контактные площадки 4 выполнены из алюмини . Контактные.площадки при помощи гибких выводов соединены с источником напр жени  и регистратором (не показаны).

Терморезистор 5 выполнен в виде пр моугольной резистивной полоски Дл  того, чтобы иметь полностью замкнутый мост с односторонним расположением соединительных областей, терморезистор расположен в одном из углов пр моугольной мембраны. Дл  исключени  перенастройки координатографа и упрощени  расчета топологии терморезистор расположен параллельно одному из направлений 110. Одна из меньших сторон терморезистора касаетс  границы раздела мембраны и опорного основани  дл  уменьшени  длины соединительной области. Рассто ние от границы раздела мембраны и опорного основани  до ближайшей большей стороны терморезистора выбрано в соответствии с предлагаемым соотношением.

Интегральный преобразователь давлени  работает следующим образом.

Измер емое давление воздействует на мембрану со стороны, противоположной планарной, В мембране возникают напр жени  и деформации. Тензорезисто- ры воспринимают деформации и их сопротивлени  измен ютс  пропорционально измер емому давлению. Причем, так как сопротивлени  тензорезисторов R1 и R3 увеличиваютс , а тензорезисторов R2 и R4 уменьшаютс  с увеличением давлени , а тензорезисторы соединены в мостовую схему, то на выходе схемы формируетс  выходной сигнал, пропорциональный сумме изменений сопротивлений отдельных тензорезисторов о При изменении температуры окружающей 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).

Преимуществом изобретени   вл етс  повышение технологичности за счет i

упрощени  изготовлени  фотооригиналов и упрощени  расчета топологии.

5

0

5

0

5

0

0

5

Так как предлагаемый терморезистор расположен в одном направлении с тензорезисторами, то при расчете топологии нет необходимости введени  дополнительных угловых координат„ Изготовление фотооригиналов также упрощаетс , так как терморезистор выполн етс  координатографом без дополнительной поднастройки угла Кроме того, в конструкции повышаетс  точность задани  координат терморезистора за счет того, что при расчете топологии терморезистора не требуетс  пересчета из-за различного углового положени  терморезистора и тензорезисторов относительно координатных осейо Точность выполнени  координат терморезистора повышаетс  также за счет того, что при выполнении фотооригинала на координатографе терморезистор и тензореэисторы выполн ютс  при их одинаковом угловом положении. Другим преимуществом конструкции  вл етс  то, что она позвол ет изготавливать полностью замкнутые мостовые структуры с однослойным расположением межэлементных соединений , так как терморезистор расположен в одном из углов мембраны.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Интегральный преобразователь давлени , содержащий квадратную мембрану из монокристаллического кремни  р-ти- па проводимости, выполненную за одно целое с опорным основанием, плоскость которой совпадает с основной кристаллографической плоскостью (001), а стороны ориентированы вдоль взаимно перпендикул рных направлений (110), расположенные в периферийных област х мембраны тензорезисторы проводимости , соединенные в мостовую схему, и Терморезистор р-типа проводимости в виде пр моугольной полоски, расположенной в одном из углов мембраны параллельно одному из направлений (110), отличающийс  тем, что, с целью упрощени  конструкции, одна из меньших сторон терморезистора расположена на линии границы раздела мембраны и опорного основани , а рассто ние L от большей стороны терморезистора до ближайшей линии границы раздела мембраны и основани  удовлетвор ет соотношению

   L 800 - 0,5Ь + 2,

   515801906

   где 1 - длина терморезистора;b - ширина терморезистора,

   с - длина стороны мембраны;

   11103

   ч

   А гад