SU853424A1 - Устройство дл измерени температуры,НАпР жЕННОСТи МАгНиТНОгО пОл и МЕХАНи-чЕСКиХ НАпР жЕНий - Google Patents

Description

4с проводимостью п-типа. Полупроводникова  пластина 1 укреплена (пайкой или клеем) на упругом основании

5из немагнитного металла или диэлектрика . Электрическа  изол ци  областей 2 и 4 пластины 1 от упругого основани , при выполнении его из ме-.. талла, обеспечиваетс  р-п-переходом, образованным между област ми 2 и 3 пластины 1. На внешней поверхности области 2, электрически изолированной от области 4 р-п-переходом, крестообразно расположено четыре контакта б , 7, 8 и 9. Участок области 2, ограниченный контактами б, 7, 8 и 9,  вл етс  областью, чувствительной к магнитному полю, приложенному перпендикул рно поверхности области 2 (контакты 7 и 9  вл ютс  потенциальными дл  измерени  ЭДС Холла, а контакты

6и 8 - токовыми). Участок области 2 ограниченный контактами 6 и 8, одновременно  вл етс  резистором, чувствительным к механическим напр жени м , приложенным в плоскости упругого основани  5. Участок полупроводниковой пластины 1, заключенный.между контактом 8 области 2 и контактом 10 области 4,  вл етс  термодиодом, чувствительным к температуре. К контактам 6, 7, 8, 9 и 10 подсоединены электрические выводы 11. Полупроводникова  пластина 1 с контактами помещена в корпус 12 из немагнитного материала и загерметизирована в нем изол тором 13 из компаунда. Контактами 6 и 10 чувствительный элемент подключен к источнику тока, а контактами б, 7, 8, 9 и к измерительной схеме. (Источник тока и измерительна  схема на фиг. 1 не показаны).

Устройство работает следующим образом .

Ток ат источника тока протекает по двум парсшлельным цеп м: контакт 6, р-п-переход, образованный област ми 2 и 4 пластины 1, контакт 10;.контакт б, область 2 пластины 1, контакт 8, входное сопротивление измерител  напр жени , подключенного к контактам 8 и 10, контакт 10. Измерител напр жени  входит в состав измерителной схемы. Соотношение между токами в указанных цеп х будет определ тьс  соотношением сопротивлени  р-п-перехода и входного сопротивлени  измерител  напр жени . Дл  эффективной совместной работы термодиода и измерител  напр женности магнитного пол  это сортнетиение следует выбирать таким образом, чтобы ток первой цепи, т.е. ток термодиода, был в пределах (10-50)- 10 А. Протекание тока от контакта 6 к контакту 8 через област 2 вйэывает инжекцию носителей тока в эту область, имеющую малую толщину (2-5 мкм) и достаточно хорошо изолированную от области 4 р-п-переходом. Прикладывание магнитного пол  Н в

плоскости, перпендикул рной области 2, приводит к по влению напр жени  Холла между контактами 7 и 9, пропорционального Н, UT-P (Н), вследствие повышени  концентрации, например la/ieKTPOHOB у контакта 7 и дырок - контакта 9. Напр жение U. (1) Регистрируетс  измерительной схемой.

Изменение температуры ведет к изменению тока через р-п-переход, образованный област ми 2 и 4 пластины 1, а следовательно, к изменению напр жени  между контактами 8 и 10, величина которого пропорциональна температуре Ug.,o( t) .

Механические напр жени , приложенные в плоскости упругого основани  5, воздействуют на всю полупроводниковую пластину 1, в том числе и на ее область 2, сопротивление которой  вл етс  функциейоэтих механических напр жений. Выбор указанной области в качестве тензорезистора обусловлен ее достаточно высоким сопротивлением в св зи с тем, что она характеризуетс  малой толщиной (2-г5 мкм) и наличием тока между контактами б и 8.

При изменении t, Н и г в области размещени  первичного преобразовател ,напр жени  Ug.(t), (Н) и (Ъ) измен ютс . На кгокдую чувствительную область первичного Преобразовател , т.е. на термодиод, датчик магнитного пол  и тензорезистор, одновременно воздействуют t, Н кЪ , чт обуславливает магниторезистивную и тензорезистивную погрешность термодиода , температурную и тензорезистивную погрешности датчика магнитного пол  и магниторезистивную и температурную погрешности тензорезистора. Учитыва  суммарное воздействие t, Н иЬ на первичный преобразователь, ег градуировку необходимо проводить при поочередном наложении t, Н и , при посто нном значении питак цего тока, использу  в процессе градуировки функции: Ue-e(H); U7-9 (Н): U0.,o(H)5 U.g(t); U7-9 (t); U0.o(t); ); и 7.9 (Ъ) И U0-yo (&) , которые хран тс  в блоке пам ти, вход щем в состав измерительной , дл  взаимной коррекции измер ек&гх напр жений, вычислени , индикации и регистрации измер емых величин.

При выполнении чувствительного элемента из арсенида галли  (возможно использование и других полупроводт HHKOKJX материалов) устройство обеспечивает: измерение температуры в интервале /1 57370/К, его чувствительность А. 2 мВ/град При посто нном смещении р-п-перехода в пр мом направле НИИ измерение напр женности магнитного пол  в диапазоне (07-5)Т при t&v. пературе (1,)К; измерение механи ческих напр жений при температуре /1,5гЗОО/К, dR ,ii 10 кг см. R

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для измерения температуры, напряженности магнитного поля и механических напряжений, содержащее первичный преобразователь на основе полупроводникового чувствительного элемента, размещенного на упругом основании, источник тока, измерительную схему, о тл и ч ающе е с я тем, что, с целью локального и одновременного измерения температуры, напряженности магнитного поля и механических напряжений, чувствительный элемент выполнен в виде полупроводниковой пластины с чередующимися по ее толщине областями проводимости р, пи p-типа, причем верхняя область p-типа снабжена четырьмя крестообразно расположенными по краям пластины контактами, соединенными с измерительной схемой, а область пластины η-типа снабжена одним контактом, который совместно с одним из контактов области p-типа соединен с источником тока.