Полупроводниковый датчик давления

(54) ПОЛ ДАВЛЕН (57) Полу может бы давлений ком диапа УПРОВОДНИЯпроводниковый да ть использован д с повышенной точ зоне температур и ИКО тчик давления ля измерения остью в широпри воздейст 70 ГОСУДАРСТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМИ ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Патент Великобританикл. 6 01 1. 9/06, 1981. вии агрессивных сред. Измеряемое давление воздействует на защитную металлическую мембрану 1 и вызывает ее прогиб. Этот прогиб приводит к перемещению ее жесткого центра 3 и соответственно стеклянного стерж.ня 5.Так как края полупроводниковой мембраны соединены с кольцом 2 через стеклянную втулку 4, то появляются деформации в тонкой части мембраны 6 и сигналы с тензосхемы. Защитная мембрана может быть выполнена из нержавеющей стали, Выбор параметров стеклянной втулки и стержня по представленному соотношению позволяет уменьшить температурную погрешность. 1 ил, 1583768Изобретение отнбсится к измерительной технике и может быть использовано приконструировании полупроводниковых датчиков давления агрессивных жидкостей игазов, используемых при измерении давления в нефтехимической промышленности.Целью изобретения является повышение точности, расширение температурногодиапазона и эксплуатационных вазможностей датчика, 10На чертеке показана конструкция датчика давления, содержащая защитную металлическую мембрану 1 с тонкой рабочейчастью, массивным опорным кольцом 2 ижестким центром 3. В опорном кольце 2 15закреплена стеклянная втулка 4, а н жестком центре - стеклянный стержень 5, к которым крепи 1 ся полупроводниковаямембрана, содержащая танкуо рабочуочасть 6, жесткий центр 7 и опорное кольцо 208. На внешней стороне полупроводниковоймембраны сформирована тензосхема, соединенная через тонкие выводы 9 с контактной колодкой 10, Все названные деталипомещены н кожух 11 и закрыты крышкой 2512. В кольце 2, образующем одно целое сзащитной мембраной 1, выполнены кольцевые проточки 13, предназначенные дляуменьшения термомеханических напряжений при впланлении стеклянной втулки 4, 30Датчик давления работает следующимобразом,Измеряемое давление Р 1 воздействуетна защитную металлическую мембрану 1 ивызывает ее прогиб, Этот прогиб приводит к перемещенио ее жесткого центра 3 исоответственно стеклянного стержня 5,соединеннага с жестким центром 7.полупроводниковой мембраны. Так как края полупроводниковой мембраны, вынесенные в 40виде опорного кольца 8, соединены с кольцом 2 через стеклянную втулку 4, то перемещение жесткого центра 7. приведет кпоявлению деформаций в тонкой части мембраны 6, Тензосхема, сформированная, на 45обратной стороне полупроводниковой мембраны, преобразовывает деформации н изменение сопротивлений тенэорезисторав исоответственно в выходной сигнал, которыйчерез тонкие выводы 9 поступает на контактную колодку 10 и на выходдатчика. Замембранная полость датчика закрываетсякрышкой 12, При измерении абсолютногодавления эта полость вакуумируется, а нслучае избыточного давления там сохраняется давление окружающей среды, Защитная мембрана 1 может быть выполнена из нержавеющей стали, Соединение стеклянного стержня 5 стеклянной втулки 4 с жестким центром 3 и кольцом 2 производится сплавлением, Высота стеклянной втулки 4 и стержня 5 зависит от различия температурных коэффициентов линейного расширения (ТКЛР) материала защитной мембраны и полупроводниковой мембраны,Преимуществом датчика давления является то; чта выполнение защитной металлической мембраны иэ нержавеощих сталей расширяет область его применения почти во всех агрессинных средах, Упрощается изготовление датчика в части соединения полупроводниковой мембраны и защитной металлической мембраны. Это соединение лучше всего выполнимо в паре стекло-полупроводник. Кроме этага, и пользование .стекла между защитной мембраной и полу-, проводниковой мембраной н наибольшей степени обеспечивает согласование ТКЛР с полупроводниковой мембраной и повь.шает точность и стабильность характеристик тенэосхемы и датчика в целом.Формула изобретенияПолупроводниковый датчик давления, содержащий металлический корпус, выполненную за одно целое с корпусом разделительнуо мембрану и расположенную соосна с ней полупроводниковую мембрану с тенэареэисторами с утолщенной периферийной и центральной жесткой частями, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, расширения температурного диапазона и эксплуатационных возможностей, в нега введена опорное стеклянное кольцо и стеклянный стержень, при этом стеклянное кольцо закреплено между корпусом и периферийной частью полупроводниковой мембраны, а стержень - между центром разделительной мембраны и центральной жесткой частью полупроводниковой мембраны, при этом стеклянное кольцо и стержень выполнены равными по высоте, которая удовлетворяет соотношениюа 11- Ьр,где а 1, а 2 - соответственно температурные коэффициенты линейного расширения металлической разделительной и полупроводниковой мембран;Ьр - толщина периферийной части полупроводниковой мембраны.