Полупроводниковый датчик

(19) 5 б 01 1. 9/04 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТВУ б ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпо изОБРетениям и ОтнРытиямПРИ ГННТ СССР ВТОРСНОМУ СВИДЕТ(57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к полупроводниковым датчикам давления, и позволяет повысить точность и технологичность изготовления датчиков. Для этого наряду 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 усилителя 12, установленного на пластине 1. Работа датчика основана на измерении сопротивления тензорезисторов при изменении давления. Датчик обеспечивает линейность выходного сигнала в широком диапазоне рабочих температур. 2 ил.1589088 формула изобретения Составитель Л. Петров Техред А. Кравчук Корректор А. Осауленко Тираж 468 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, )К - 35, Раушская наб., д. 4/5 Гроизводственно.издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и может быть использовано в первичных преобразователях давления усилия, перемещения в электрический сигнал для систем автоматического управления, в информационных, контрольных и других приборах и системах.Целью изобретения является упрощение схемы и повышение технологичности изгоТовления датчика.На фиг. изображена принципиальная Конструкция датчика давления, разрез; фиг,2 - структурная схема датчика на пластине, вид в плане,Полупроводниковый датчик давления содержит пластину 1 из полупроводникового материала (например, монокристалла кремния), которая 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 тензорезисторам 4. Номиналы сопротивлений тензорезисторов 4 и 6 равны. Балансировочные резисторы 8 и 9 выполнены из материала пластины 1, размещены вне зоны мембраны 3 и включены в идентичные плечи измерительного 5 и компенсационного 7 мостов, измерительные диагонали которых подключены к входами 10 и 1 дифференциального усилителя 12, расположенного на пластине 1 вне зоны мембраны 3.Датчик работает следуюш,им образом.При подаче давления Р в области мембраны 3 изменяются электрические сопротив- ения тензорезисторов 4 предварительно сбалансированного моста 5, которые в виде электрических сигналов (тока) поступают на входы 1 О и 11 усилителя 12, Балансировка мостов 5 и 7 производится с помощью балансировочных резисторов 8 и 9 при начальных (нулевых) условиях по давлению и температуре. Балансировка осуществляется как для каждого моста раздельно, так и для влюченных в схему сбалансирован 8 Ф 7 ных мостов. На входе 10 и 1 усилителя 12 сигналы с балансированных мостов 5 и 7 вычитаются, поэтому постоянные составляющие сигналов при идентичности входных сопротивлений и коэффициентов усиления усилителя 12 по входам не входят в результирующий выходной сигнал 1" . Усилитель 12 находится в тех же условиях по температуре, что и тензорезисторы 4 и 6, и других постоянно действующих факторах, его коэффициенты усиления по обоим входам, а также входные сопротивления на дифференциальных входах изменяются приблизительно по одинаковому закону, а следовательно, имеют одинаковую величину и не вхо дят в результирующий выходной сигнал датчика Е-. Этим обеспечивается линейность выходного сигнала в широком диапазоне рабочих температур и других постоянно действующих факторах. При этом упрощается схема обработки сигналов датчика и достигается высокая технологичность его выполнения. 25 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 содержа щий тензорезисторы, идентичные первым,соединенные в компенсационный мост, закрепленные на полупроводниковой пластине вне мембраны, и дифференциальный усилитель, связанный по входу с измерительными диагоналями мостов, отличающийся ЗЬ тем, что, с целью повышения точности итехнологичности, в него введены два балансировочных резистора, которые сформированы из материала полупроводниковой пластины и расположены на пластине вне зоны 4 р мембраны, при этом каждый балансировочный резистор включен в идентичное плечо измерительного и компенсационного мостов,