Тензометрический преобразователь давления
Формула | Описание | Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 1433170
Авторы: Белозубов, Красильникова, Марин
Формула
ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ по авт. св. N 1075096, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, в нем резистивные полоски расположены внутри области, ограниченной кривой, удовлетворяющей соотношению
где 
расстояние i-й точки кривой до оси [110]
a размер мембраны, параллельной оси 
L110i расстояние i-й точки кривой до оси 
относительное изменение сопротивления тензорезистора 
44 пьезорезисторный коэффициент;
P давление;
n толщина мембраны,
причем на вышеупомянутой кривой расположены концы резистивных полосок.
Описание
Цель изобретения повышение чувствительности за счет оптимизации расположения и размеров тензорезисторов.
На фиг. 1, 2, 3 схематично изображен предлагаемый тензометрический преобразователь давления. Он представляет собой монокристалл 1 кремния, в котором способом анизотропного травления изготовлена мембрана 2 квадратной формы.
Плоскость мембраны совпадает с кристаллографической плоскостью (001), а стороны ориентированы вдоль взаимно перпендикулярных кристаллографических направлений [110] и [1
]Тензорезисторы R1, R2, R3, R4 p-типа проводимости сформированы диффузией бора и расположены в периферийных областях мембраны в соответствии с заявляемым решением, причем тензорезисторы с одинаковым знаком чувствительности расположены у противоположных сторон мембраны. Например, тензорезисторы R1 и R3 увеличиваются с увеличением давления, а тензорезисторы R2 и R4 уменьшаются с увеличением давления. Тензорезисторы образованы последовательным соединением резистивных полосок 3 и 4. Для соединения резистивных полосок между собой и уменьшения влияния поперечной тензочувствительноти используются высоколегированные соединительные области 5.
Контактные площадки 6 выполнены из алюминия.
Контактные площадки при помощи гибких выводов соединены с источником напряжения и резистором (на фиг.1, 2, 3 не показаны).
Резистивные полоски расположены внутри области, ограниченной кривой равных относительных изменений сопротивлений 7, удовлетворяющей соотношению
где L
расстояние i-й точки кривой до оси [110]а размер мембраны, параллельной оси [110] или [1
]L110i расстояние i-й точки кривой до оси [1
]
относительное изменение сопротивления тензорезисторов 
4,110 44P 
44 пьезорезистивный коэффициент;Р давление;
h толщина мембраны.
Тензометрический преобразователь давления работает следующим образом. Измеряемое давление воздействует на мембрану со стороны, противоположной планарной. В мембране возникают напряжения и деформации. Тензорезисторы воспринимают деформации и их сопротивления изменяются пропорционально измеряемому давлению. Причем, так как сопротивления тензорезисторов R1 и R3 увеличиваются, а тензорезисторов R2 и R4уменьшаются с увеличением давления, а тензорезисторы соединены в мостовую схему, то на выходе мостовой схемы формируется выходной сигнал, пропорциональный сумме изменений сопротивлений отдельных тензорезисторов. В связи с тем, что тензорезистивные полоски расположены в области, ограниченной кривой равных относительных изменений сопротивления, причем концы резистивных полосок касаются вышеуказанной кривой, чувствительность предлагаемого преобразователя к измеряемому давлению будет больше, чем у преобразователя, у которого длина резистивных полосок произвольным образом уменьшается по мере приближения к центру.
Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить чувствительность устройства. Преобразователь представляет собой монокристалл 1 кремния с мембраной 2, сформированной в нем способом анизотропного травления. В периферийных областях мембраны 2 расположены тензорезисторы R1-R4 образованные последовательным соединением резистивных полосок 3 и 4, размещенных внутри области, ограниченной кривой равных относительных изменений сопротивлений. При воздействии давления в мембране 2 возникают деформации, воспринимаемые тензорезисторами R -R4 соединенными в мостовую схему. 3 ил.
Рисунки
Заявка
4151802/10, 24.11.1986
Красильникова В. В, Белозубов Е. М, Марин В. Н
МПК / Метки
МПК: G01L 9/04
Метки: давления, тензометрический
Опубликовано: 10.12.1995
Код ссылки
<a href="https://patents.su/0-1433170-tenzometricheskijj-preobrazovatel-davleniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Тензометрический преобразователь давления</a>
Интегральный преобразователь давления
Номер патента: 1075096
Опубликовано: 07.02.1988
МПК: G01L 9/04
Метки: давления, интегральный
...(00 1), а стороны ориентированывдоль взаимно перпендикулярных кристаллографических направлений с 011),На мембране методом диффузии сформированы четыре тензорезистора р-типа,объединенные в мостовую схему.Основным недостатком этого преобразователя является низкое значениечувствительности, Это объясняетсяпрактической невозможностью увеличения выходного сигнала за счет повышения напряжения питания, что связаносо значительным мощностным саморазогревом тензорезисторов,Целью изобретения является повышение чувствительности при сохранениидопустимого уровня рессеиваемой мощности и температуры транзорезисторов,Поставленная цель достигается тем,что в преобразователе давления, содержащем мембрану иэ монокристаллического кремния, плоскость...
Интегральный преобразователь давления
Номер патента: 1433172
Опубликовано: 27.12.1995
Авторы: Белозубов, Козин, Ульянов, Шпилев
МПК: G01L 9/04
Метки: давления, интегральный
1. ИНТЕГРАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ, содержащий квадратную мембрану из монокристаллического кремния n-типа проводимости, выполненную за одно целое с опорным основанием, плоскость которой совпадает с основной кристаллографической плоскостью (001), а стороны ориентированы вдоль взаимно перпендикулярных направлений <110> и расположенные по периферии по осям ее симметрии тензорезисторы в виде резистивных полосок, соединенных в измерительный мост, причем полоски двух тензорезисторов параллельны двумя противоположным сторонам мембраны, а полоски двух других тензорезисторов перпендикулярны двум другим сторонам мембраны, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения при воздействий нестационарной температуры измеряемой...
Упругая мембрана к манометрам и регуляторам давления
Номер патента: 70812
Опубликовано: 01.01.1948
Автор: Стрежнев
МПК: G01L 7/08
Метки: давления, манометрам, мембрана, регуляторам, упругая
...мембрана для манометров и регуляторов давления изображена на фиг, 1 и 2 в двух проекциях; на фиг, 3 и 4 показаны варианты выполнения мембраны.К пустотелому, кольцу 1, изготовленному из армированного полотна или другого эластичного материала, в экваториальной плоскости прикреплены с внутренней стороны - полотно мембраны 2, состоящее из двух гофрированных металлических пластин, и с внешней стороны - зажимное металлическое полотно 5,Полость кольца 1 заполнена сжатым воздухом или другим газом, пли же сообщена со средой, давление которой, подлежит регулированию, или измерению.Связь мембраны 2 с регулирующим устройством, или измерительным механизмом, осуществляется через упор 4, припаянный к полотну 2. 1, Упругая мембрана к манометрам и...
Устройство для измерения давления
Номер патента: 744255
Опубликовано: 30.06.1980
Автор: Алейников
МПК: G01L 11/00
Метки: давления
...1, 2, 4 и в совокупности в ними образуют три параметрических стабилизатора напряжения, запитаиных от общего источника питания 14. Стабплитроцы 1, 2, 4 соединены с соответствуюцгими резисторами нагрузки 8, 9, 10 через балансирующие резисторы 11, 12, 13, причем положительные выводы стабцлитропов 1, 2 подключены через балансирующие резисторы 11, 12 к потенциальному и нулевому входам измерительного прибора давления 17, а положительный вывод стабилитроиа 4 соединен через балансирующий резистор 13 с потенциальным входом измерительного прибора температуры 18.Нулевой вход измерительного прибора температуры 18 является общцм с нулевым входом измерительного прибора давления. К входу измерительного приоора температуры 18 подключен вход...
Датчик давления
Номер патента: 871001
Опубликовано: 07.10.1981
Авторы: Бережнюк, Кузьмин, Пивоненков, Суровиков
МПК: G01L 9/06
...расположен у границы жесткого центра 3, а другой ( 13) - у границы буртика 4.Датчик работает следующим образом,При воздействии давления, меньшего, чем номинальное, мембрана деформируется, но не касается упора. При этом с тензосхем поступают выходные сигналы, пропорциональные давлению. При больших давлениях упор ограничивает перемещения жесткого центра мембраны, и чувствительность основной тензосхемы резко падает. Чувствительность тензорезисторов 9, 10, 11 мало меняется после касания мембраны жестким центром, поскольку они расположены в центральной области гибкой части мембраны, где деформации, обусловленные воздействием силы со стороны упора, малы. Однако некоторое остаточное изменение чувствительности имеет место, например, из-за...
Предыдущий патент: Способ получения d, l-биотина
Следующий патент: Управляемый ферритовый фильтр
Случайный патент: Вибрационная погрузочная машина