Преобразователь давления

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ гц 539239 Союз СоеетскигсСоциалистическими Республик(51) М. Кл, б 011.11/00 Гасударственный комитет Совета Миннстрее СССР(53) УДК 531,787(088.8) по делам изобретений и открытий(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ ДАВЛЕН ИЯ Изобретение относится к области приборостроения, в частности, к датчикам давления.Известны полупроводниковые преобразователи давления мембранного типа, представляющие собой мембрану, воспринимающую давление, и интегральную тензорезистивную гголупроводниковую схему на мембране, которая изменяет свое сопротивление при приложении давления к мембране (1).Точность измерения таких преобразователей определяется, в частности, закреплением мембраны в корпусе. Для повышения точности измерения были предложены мембранные преобразователи чашечного типа,Известен также преобразователь, содержащий полупроводниковую мембрану с располокенной на ней интегральной полупроводниковой тензорезистивной схемой и снабженную утолщением по периферии (2). На мембране, изготовленной из кремния, расположена интегральная тензочувствительная полупроводниковая схема, созданная диффузией в мембрану примесей определенного типа и представляющая собой мост Уинстона. Преобразователь имеет утолщение по периферии мембраны, которое обеспечивает ее жесткое закрепление и тем самым повышает точность измерения давления. При приложении к мембране давления она изгибается, и связанные с нею тензорезисторы деформируются так, что сопротивления смежных плеч моста изменяются в противоположных направлениях. В результате на выходе мостовой схемы появляется сигнал, пропорциональный приложенно му давлению. Расположение тензорезисторовна мембране зависит от кристаллографггческой ориентации мембраны, но они раополагаются обязательно либо в центре, либо на периферии.10 Недостатком такого преобразователя давления является то, что в плоской мембране возникают напряжения в различных направлениях. В частности, в круглой мембране имеются как радиальные, так и тангенциальные 15 напряжения. Поскольку изменение сопротивления тензорезистора под действием продольных и поперечных напряжений имеет разный знак, то результирующая чувствительность тензорезистора уменьшается по сравнению со 20 случаем воздействия напряжения только водном направлении (вдоль или поперек тензорезистора). Для повышения чувствительности предлага емого преобразователя давления при заданной его прочности в нем рабочая часть мембраны выполнена в виде прямоугольника с сопряженными с меньшими его сторонами полукругами, ориентированного в направле нии максимальной тензочувствительности,539239 г Подписно. 1 зд. Ла 1837 1 ираак 102 каз 2758 ЦНИИПИ ипографпгп пр. (.апупопа, 2 причем па одной стороне полупроводниковой мембраны в ее цр 51 моуго;1 ьцои части выцол 11 ецы выступы в виде ребер вдоль большей стороны прямоугольника, а 15 штсгральцые тецзорезисторы, цапылеццыс ца противоположной стороне мембраны в ее прямоугольной части, расположены вдоль сторон прямоугольника.1.1 я чертеже с:тематически показан предлагаемый преобразователь, состоящий из мембраны 1, снабженной утолщением 2 по периферии, ЕЕа прямоугольной части мембраны со сто 1 зоцы, црот 11 воположцой ряспол 15 ке 11 и 1 О тецзоризистивцой скемы 3, имеются выступы 4 в виде ребер. Преобрязоватесь работает следующим образом.При приложении к мембра 1 ге 1 давления Р благодаря наличию ребер жесткости 4 мембрана изгибается так, что прямоугольная часть ее принимает цилиндрическую форму, т. е. напряжения в прямоугольной части мембраны направлены поперек ребер жесткости, а вдоль ци.; отсутствуют, В резульите на тензорезисторы, расположенные на мембране, воздействует только поперечное напряжение или только продольное напряжение,Формула изобретения Преобразователь давления, содержащий полуцроводц:.1 ковую мембрану с расположенной ца цей 1 гц 1 сгральцой полупроводниковой тецзорсзцстивцой с.смой ц снабженную утол 1 цсн;1 ем цо периферии, о тл и ч а ющи 11 ся тем, что, с целью повышения чувствительности ;1 р со О р а 1 3 О В а те.1 51 и р и 3 яд я н 11 О й ц р О и ц 0 ст и, р я - 1 О бочяя часть мемораны выполнена в виде прямоугольника с сопряженными с меньшими его сторонами полукругами, ориентированного вдоль направления максимальной чувствительности, пр;чем ца одной стороне цолупро во 1 ццковой мембраны в ее прямоугольной части выполнены выступы в виде ребер вдоль большей с 1 ороцы прямоугольника, а интегральные тецзорезисторы, цапылсццыс ца протпвопологкцой с 1 ороне мсмбрацы в ее пря моугольцой части, расположены вдоль сторонпрямоугольника.1 Есто 1 цики информации, принятые во внимание прц экспертизе:1. Патент СШЛ М 3582690, кл. 30 - 308, 25970.2. Патент Вел:кобрцтяцц; Лд 1248087,кл. (д 1 Х, 1971 (прототип).