Интегральный тензопреобразователь

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 2848 А ПЕ аг ЗШ О 01 В 7/18 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУВ(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 581368, кл. 0 01 В 7/18, 1976.2. Патент США Р 3662312,кл. 338-4. 1972 (поототий),(54)(57) ИНТЕГРАПЬНЬгй ТЕНЗОПРЕОБРА-,.ЭОВАТЕЛЬ, содержащий мембрану изкремния одного типа проводимости,мост из тензорезисторов, выращенныхна мебране и имеющик проводимостьпротивоположного типа, и токовыводы, соединенные с вершинами моста,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения его точности, онснабжен изоляционным слоем, нанесенным поверх одного из тенэорезисторов, металлической пластиной, закрепленной на изоляционном слое,и дополнительным токовыводом, соединенным с пластиной.Изобретение относится к. измерительной технике, а именно к тензометрическим преобразователям, изготавливаемым методами микроэлектронной технологии, и может быть использовано в датчиках давления, силы, перемещения, линейного ускоре ния и других подобных устройствахв качестве унифицированного преобразователя деформации мембраны вэлектрический сигнал,Известен интегральный тензопреобраэователь, содержащий мембрануиэ сапфира, мост из полупроводниковых тенэорезисторов и соединенныхс ними последовательно подгоночныхрезисторов и токовыводы, соединенные с вершинами моста Г 1 ,Однако данный тенэопреобразователь не обеспечивает высокой точности измерения механических параметров,20воздействующих на мембрану, таккак наличие подгоночных резисторов,не воспринимающих деформацию мембраны, приводит к нелинейности выходного сигнала моста в Функции от входного механического параметра.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достига-емому эффекту является интегральный тенэопреобразователь, содержащиймембрану из кремния одного типа проводимости, мост из тенэорезисторов,выращенных на мембране и имеющих проводимость противоположного типа, до. полнительные резисторы, включенныев плечи моста последовательно с тен- З 5эорезисторами и используемые для подгонки его чувствительности и началь. ного уровня сигнала, и токовыводы,соединенные с вершинами моста 2 3.Однако и этот тензопреобразователь имеет нелинейность градуировочной характеристики, связанную сналичием в плечах моста дополнительных резисторов, что снижает точностьизмерения механических параметровтаким устройством.Цель изобретения - повышение точности измерений. ПОставленная цель достигается тем, что интегральный тенэопреобразо. ватель, содержащий мембрану из кремния одного типа проводимости, мост из .тенэорезисторов, выращенных на мембране и имеющих проводимость противоположного типа, и токовыводы, соединенные с вершинами моста, снабжен изоляционнйм слоем, нанесенным поверх. одного иэ тензорезисторов, металлической пластиной, эекрепленной на изоляционном слое, и дополнительным токовыводом, соединенным с пластиной.На фиг. 1 представлен интегральный тензопреобразователь, общий вид,на Фнг. 2 - то же, разрез в плоскости, перпендикулярной плоскости мембраны,Интегральный тензопреобразовательсодержит мембрану 1, изготовленнуюиз монокристалла кремния одного типа проводимости, мост иэ тензореэисторов 2-5, выращенных на мембране 1и имеющих проводимость противополож"ного типа, токовыводы 6-9, соединенные с вершинами моста, образованными токопроводящими участками 10-13мембраны 1,. изоляционный слой 14;нанесенный поверх одного из тензорезисторов, например тензорезистора 5,металлическую пластину 15 и токовывод 16, соединенный с пластиной 15.Интегральный тенэопреобразовательработает следующим образом.Перед измерением преобразовательсоединяют с источниками питания (непоказаны 1. Один источник постоянногонапряжения соединяют с диагональюпитания моста, например с токовыводами 6 и 8, другой, регулируемый источник постоянного напряжения, соединяют соответственно с токовыводом 6, соединенным с тензореэистором 5 и с токовыводом 16, соединенным с пластиной 15. Величину и знакнапряжения второго источника питания подбирают таким образом, чтобыкомпенсировать имеющийся технологический разбаланс моста. При подаченапряжений на пластину 15 имеет место изменение поверхностной проводимости тенэореэистора 5 подобно тому, как это имеет место в МДП транзисторах со встроенным каналом приреализации полевого эффекта. Послебалансировки схемы проводят измерение. Точность такого измерения достаточно высокая вследствие того, чтонелинейность мостовой схемы существенно уменьшена.Использование предлагаемого интегрального тензопреобразователяпозволяет повысить точность датчиков механических параметров, в которые встроены такие тензопреобразофатели. Наличие дополнительного токовывода в тензопреобразователе позволяет эа счет усложнения схемы вторичной электронной аппаратуры реализовать компенсациюразличных погрешностей датчика, вызванных воздействием влияющих ФакТоров.1052848 Составитель Н.Тимошенкоктор Н.Кешеля ТехредЭ.Далекорей Корректор А.Ильи филиал ППП фПатеитф Ужгород, ул.Проектная,Эакаэ 8842/34 Тираж б ВНИИПИ Государственного по делам иэобретений 113035, Москва, Ж, Р2 Подписно комитета СССРи открытий ушская наб., д. 4/5