Полупроводниковый тензопреобразователь

Номер патента: 1451566

Авторы: Кикнадзе, Лурье, Плещ, Стучебников, Хасиков, Черницын

ZIP архив

Текст

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 6:В ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ Сви(71) Государственный научвательский институт теплоческого приборостроения(56) Каталог фирмы Ве 11 а(57) Изобретение относится кстроении и позволяет повыситьность преобразования давленияэлектрический сигнал в криогдиапазоне температур за счетния температурной погрешностивительности, Для этого в полупниковом тензопреобразователе,тоящем из корпуса 1 с металлиупругой мембраной 2 с прикрепк ней сапфировой подложкой 3,1451566 ной настройкой. ьерхности которой сформирована кремниевая тензосхема 4 и со штуцером 5для подачи давления, тензорезисторыимеют отношение ширины к толщине не 1Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения давления криогенных жидкостей и газов.Цель изобретения - повышение точности преобразования давления в электрический сигнал в криогенном диапазоне температур за счет снижения температурной погрешности чувствительности.На фиг,1 изображен полупроводниковый тензопреобразователь давления; на фиг.2 - температурная зависимостьчувствительности полупроводникового , тензопреобразователя давления.Полупроводниковый тензопреобразователь давления состоит из корпуса1 с металлической упругой мембраной 2, выполненной заодно с корпусом, и прикрепленной к ней (например, пай" кой) сапфировой подложки Э со сформированной на ее поверхности кремниевой тензосхемой 4, подключенной кгенератору напряжения (не показан).Корпус 1 сваркой соединен со штуцером 5, который служит для подачи давления, Металлическая мембрана выполнена из титанового сплава ВТ, а слой кремния, из которого изготовлены тензорезисторы, легирован бором до концентрации дырок, равной р7,0 10 см . Тенэореэисторы имеют19отношение ширины к толщине, равное 50.Полупроводниковый тенэопреобраэователь давления работает следующимобразом.При подаче давления Р двухслойный упругий элемент изгибается, деформируя кремниевые тензорезисторы(кремниевую тенэосхему) 4, Под действием деформации тензорезисторы изменяют свое сопротивление, в результате чего на выходной диагонали моста появляется сигнал, пропорциональменее 40, а слой кремния, из которого изготовлены тенэорезисторы, легирован бором с концентрацией дырок (0,5-18) 10 см . 2 ил,2Иный давлению Р При изменении темпео оратуры в интервале от 2 К до 100 Кпроисходит уменьшение жесткости упругого элемента, что при заданной ве личине давления приводит к увеличению. деформации тенэорезисторов.Одновременно происходит соответствующее уменьшение коэффициента чувствительности, в результате чего ве личина выходного сигнала тензопреобразователя оказывается не зависящейот температуры.На фиг.2 показана температурнаязависимость относительного измене ния чувствительности тензопреобразователя давления, изображенногона Фиг.1, при питании тензосхемыот генератора постоянного напряжения (кривая 6), Кроме того, на 20 Фиг,2 показаны температурные зависимости относительного изменения чувствительности такого же тензопреобразователя давления в случаях, когда тензорезисторы выполнены из слоял - зкремния с р = 7,0 10 см , но имеютотношение ширины к толщине, равное20 (кривая 7) и когда тензорезисто-.ры имеют отношение ширины к толщине,равное 50, при концентрации дырок в ЗО слое кремния, равной р = 2,4 10 см(кривая 8).В диапазоне криогенных темпера 6 отур от 2 К до 100 К относительноеизменение чувствительности предлагаемого тенэопреобраэователя примерно в 15 раз меньше, чем для тензопреобразователя-прототипа.Благодаря повышению точности преобразования давления в электрический сигнал за счет снижения температурной погрешности чувствительности,достигается экономический эффект врезультате исключения схемы температурной компенсации с индивидуаль1451566 Формула изобретения ЙЮ 54 Составитель И,СумцовРедактор А,Ревин Техред А.Кравчук Корректор Н.Король Заказ 7072/41Тираж 788 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д . 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул . Проектная, 4 1, Полупроводниковый тейзопреоб" разователь, содержащий упругий элемент и соединенный с ним чувствительный элемент, выполненный в виде монокристаллической сапфировой подложки с расположенными на ней кремниевыми тензорезисторами, ориентирован ными продольно и перпендикулярно относительно характеристической деформации чувствительного элемента и соединенными в мостовую схему, питаемую от генератора напряжения, о т - 35 л и ч а ю щ и й с я, тем, что, с целью повышения точности преобразования давления в электрический сигнал в криогенном диапазоне темпе" ратур за счет снижения температур ной погрешности чувствительности,ьЬр о тензорезисторы изготовлены из крем" ния, легированного бором с концентрацией дырок (0,5-1,8) 1 О см и имеют отношение ширины к толщине не менее 40.2. Тензопреобразователь по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что уп ругий элемент выполнен в виде сапфировой монокристаллической или керамической мембраны, а тенэорезисторы изготовлены из кремния, легированного бором с концентрацией дырок (1,2-1,8)0см3. Тена преобразователь по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что упругий элемент выполнен в виде металлической мембраны, а тензорезисторы изготовлены из кремния, легированного бором с концентрацией дырок (0,5 1,2) 10 см

Смотреть

Заявка

4258806, 08.06.1987

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ

КИКНАДЗЕ ГЕННАДИЙ ИРАКЛИЕВИЧ, ЛУРЬЕ ГЕННАДИЙ ИЗРАЙЛЕВИЧ, ПЛЕЩ АЛЕКСАНДР ГЕОРГИЕВИЧ, СТУЧЕБНИКОВ ВЛАДИМИР МИХАЙЛОВИЧ, ХАСИКОВ ВИКТОР ВЛАДИМИРОВИЧ, ЧЕРНИЦЫН ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: G01L 9/04

Метки: полупроводниковый, тензопреобразователь

Опубликовано: 15.01.1989

Код ссылки

<a href="https://patents.su/3-1451566-poluprovodnikovyjj-tenzopreobrazovatel.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Полупроводниковый тензопреобразователь</a>

Похожие патенты