SU1589088A1 - Полупроводниковый датчик - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к полупроводниковым датчикам давлени , и позвол ет повысить точность и технологичность изготовлени  датчиков. Дл  этого нар ду с использованием измерительного и компенсационного мостов 5 и 7 с тензорезисторами 4 и 6, идентичных друг другу и расположенных на полупроводниковой пластине 1 соответственно в зоне мембраны 3 и вне этой зоны, в датчике применены балансировочные резисторы 8 и 9, включенные в идентичные плечи измерительного и компенсационного мостов 5 и 7, измерительные диагонали которых подключены к входам 10 и 11 дифференциального усилител  12, установленного на плистине 1. Работа датчика основана на измерении сопротивлени  тензорезисторов при изменении давлени . Датчик обеспечивает линейность выходного сигнала в широком диапазоне рабочих температур. 2 ил.

Description

1

(21)4499218/25-10

(22)27.10.88

(46) 30.08.90. Бюл. № 32

(71)Кооператив «Диск

(72)В. Д. Кравченко, Э. Л. Егиазар н и Г. Э. Егиазар н

(53)531.787 (088.8)

(56)За вка ФРГ № 3207833, кл. G 01 L 9/06, 1983.

(54)ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДАТЧИК

(57)Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к полупроводниковым датчикам давлени ,и позвол ет повысить точность и технологичность изготовлени  датчиков. Дл  этого нар ду с использованием измерительного к компенсационного мостов 5 и 7 с тензорезисторами 4 и 6, идентичных друг другу и расположенных на полупроводниковой пластине 1 соответственно в зоне мембраны 3 и вне этой зоны, в датчике применены балансировочные резисторы 8 и 9, включенные в идентичные плечи измерительного и компенсационного мостов 5 и 7, измерительные диагонали которых подключены к входам 10 и II дифференциального усилител  12, установленного на пластине 1. Работа датчика основана на измерении сопротивлени  тензоре- зисторов при изменении давлени . Датчик обеспечивает линейность выходного сигнала в широком диапазоне рабочих темпера- тур. 2 ил.

7 6 6 11 .

Фиг. 2

(Л

О

QO О 00 00

Изобретение относитс  к автоматике и измерительной технике и может быть использовано в первичных преобразовател х давлени  усили , перемещени  в электрический сигнал дл  систем автоматического управлени , в информационных, контрольных и других приборах и системах.

Целью изобретени   вл етс  упрощение схемы и повышение технологичности изго- овлени  датчика.

На фиг.1 изображена принципиальна  | онструкци  датчика давлени , разрез; фиг.2 - структурна  схема датчика на плас- Тине, вид в плане.

Полупроводниковый датчик давлени  содержит пластину 1 из полупроводникового материала (например, монокристалла кремни ), котора  жестко закреплена на Основании 2, и имеет мембрану 3. В зоне Мембраны 3 расположены тензорезисторы 4 измерительного моста 5, а вне зоны мембраны 3 тензорезисторы 6 компенсационного моста 7, конструктивно идентичные тен- зорезисторам 4. Номиналы сопротивлений Тензорезисторов 4 и 6 равны. Балансировочные резисторы 8 и 9 выполнены из ма- Териала пластины 1, размещены вне зоны мембраны 3 и включены в идентичные плечи измерительного 5 и компенсационного 7 i ocTOB, измерительные диагонали которых Лодключены к входами 10 и 11 дифференци- йльного усилител  12, расположенного на Пластине 1 вне зоны мембраны 3. ; Датчик работает следующим образом. : При подаче давлени  Р в области мембраны 3 измен ютс  электрические сопротив- 4ени  Тензорезисторов 4 предварительно сбалансированного моста 5, которые в ви- Де электрических сигналов (тока) гюступа- ют на входы 10 и 11 усилител  12. Балансировка мостов 5 и 7 производитс  с помощью балансировочных резисторов 8 и 9 при начальных (нулевых) услови х по давлению и температуре. Балансировка осуществл етс  как дл  каждого моста раздельно, так и дл  влюченных в схему сбалансирован5 4- J

ных мостов. На входе 10 и 11 усилител  12 сигналы с балансированных мостов 5 и 7 вычитаютс , поэтому посто нные составл ющие сигналов при идентичности входных со- противлении и коэффициентов усилени  усилител  12 по входам не вход т в результирующий выходной сигнал R.. Усилитель 12 находитс  в тех же услови х по температуре , что и тензорезисторы 4 и б, и других

посто нно действующих факторах, его коэффициенты усилени  по обоим входам, а также входные сопротивлени  на дифференциальных входах измен ютс  приблизительно по одинаковому закону, а следовательно , имеют одинаковую величину и не вход т в результирующий выходной сигнал датчика Е.. Этим обеспечиваетс  линейность выходного сигнала в щироком диапазоне рабочих температур и других посто нно действующих факторах. При этом упрощаетс 

схема обработки сигналов датчика и достигаетс  высока  технологичность его выполнени .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Полупроводниковый датчик, содержащий корпус с закрепленной на нем полупроводниковой пластиной, в которой выполнена мембрана, на поверхности которой сформированы первые резисторы, соединенные в измерительный мост, а также содержащий тензорезисторы, идентичные первым, соединенные в компенсационный мост, закрепленные на полупроводниковой пластине вне мембраны, и дифференциальный усилитель , св занный по входу с измерительными диагонал ми мостов, отличающийс 

   тем, что, с целью повышени  точности и технологичности, в него введены два балансировочных резистора, которые сформированы из материала полупроводниковой пластины и расположены на пластине вне зоны

   мембраны, при этом каждый балансировочный резистор включен в идентичное плечо измерительного и компенсационного мостов.