SU741076A1 - Полупроводниковый датчик давлени - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области измерительной техники и может быть использовано дл  измерени  давлени .

Из:вестны датчики давлени , содержащие в качестве упругого элемента консоль равного сопротивлени  со сквозным отверстием пр моугольной формы. На консоли закреплены тензорезисторы i.

Известны датчики давлени , содер жап (ие упругий элемент в виде консоли из полупроводникового материала с тензорезисторами , расположенными над концентраторами напр жений, выполненными в виде рисок 2.

Недостаток этого датчика - недоста точна  чувствительность к измер емому давлению.

Целью изобретени   ал етс  повышение чувствительности датчика.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в полупроводниковом датчике давлени , содержащем корпус с размещенны ми в нем мембраной, концентратором и тензочувствительным узлом, расположенными по разные стороны основани  консольного упругого элемента, упругий элемент, расположенный в плоскости , параллельной плоскости заделки мембраны, выполнен в виде, по меньшей

мере, двух консолей, кажда  из которых содержит концентратор, в виде риски, вершина которой направлена к тензометрическому узлу.

На фиг. 1 показано внутреннее устройство полупроводникового датчика давлени , состо щего из корпуса 1, упругой металлической мембраны 2, соединенной с корпусом посредством сварки по периметру, прижимного кольца 3, электрических выводов 4, проведенных через корпус датчика при помощи стеклоизол торов 5. Датчик герметизирует::  при помощи крышки 6, соединенной г корпусом-посредством сварки по периметру . Электрические выводы 4, посредством сварки соедин ютс  золотой проволокой 7 с тензочувствительными узлами 8.

В корпусе крепитс  упругий элемент 9 с клиновидными концентраторами 10.

Полупроводниковый датчик давлени , снабженный дл  удобства креплени  резьбой 11, показан на фиг. 2. В корпусе 1 клеем 12 креп тс  упругий элемент и прижимное кольцо. В корпусе выполнены . отверсти  13, которые в процессе сборки закрываютс  кольцом 14, соединенным с корпусом сваркой по периметру.

Упругий элемент 9 (фиг. 3) сформирован из кремниевой пластины п - типа селективным травлением с диаметрально расположенными консол ми 15 и внутренними вырезами 16, на консол х с одной стороны размещены концентратор 10, а с противоположной (фиг. 4) - тензочувствительные узлы (диоды Шоттки) 8 с токоведущими дорожками 17 и контактными площадками 18.

Полупроводниковый датчик давлени  работает следующим образом.

Давление с упругой мембраны 2 посредством жесткой вершины передаетс  на свободные конхда консолей 15. При этом в области концентраторов 10 возникают механические напр жени  где F - сила, действукща  на свобод

ные концы консолей; Р - длина консолей, h - толщина консолей в месте концентраторов..

Так как длина консолей Е на несколько пор дков превышает толщину h консолей в месте концентраторов, то даже очень малые давлени  на мембрану вызывают значительные механические напр жени  в области концентраторов и соответственно в области тензочувствительных узлов (диодов Шоттки), которые преобразуют эти механические напр жени  в электрический сигнал, пропорциональный внешнему давлению, действующему на мембрану.

Увеличение глубины концентраторов уменьшает толщину консолей в области тензочувствительных узлов (диодов

/

Шоттки) и тем самым без изменени  конструкции упругого элемента и топологии размещени  тензочувствительных узлов и прочего позвол ет достичь сколько угодно больших механических напр жений, что, в свою очередь, увеличивает чувствительность датчика.

Предложенный датчик может найти широкое применение в области измерени  малых давлений жидкостей и газов , а также в качестве измерительного преобразовател  расходов.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР

W 395737, кл. G 01 L 9/04, 1971. .

2.Патент США № 3327525, кл. 73-88,5, 1964 (прототип). Ж,,-,™,. N ir7y/ /X/X y /