Способ измерения гидростатического давления

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯКОГО ДАВЛЕВ 1 Я ТИЧЕС(57 тноситсяет повысиенениям ви измерен зобретение ию и поэво ивость к и приборо- помехо- шнего тро сто и гидротого ваметра аг го поля еского давления. Лля ве регистрируемого п ати чес ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ П(НТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Институт полупроводникоАН УССР(53) 531.787 (088.8) используют величину насыщенного сигнала отрицательной люминесценциикак функции изменения ширины запрещенной эоны полупроводникового мате"риала под действием всестороннегосжатия, Способ реализуется при помощи полупроводниковой пластины 1, установленной в поле постоянного магнита 2 на подложке 3 в камере 4 высокого давления с окном 5. Питание осуществляется от генератора 6 черездиод 7. Электромагнит 8 создает внешнее магнитное поле, являющееся источником помех, Регистрация сигналамощности отрицательной люминесценцииот пластины 1 осуществляется пироэлектрическим приемником 9, подключенным к вольтметру 10. 1 ил.Изобретение относится к приборостроению и может быть использованодля измерения гидростатического давления,1 ель изобретения - повышение по 5мехоустойчивости к изменениям внешнего магнитного поля,На чертеже дана схема осуществления способа.10Способ осуществляется с помощьючувствительного элемента 1 в видеполупроводниковой пластины, установленной в поле постоянного магнита 2на подложке 3 и размещенной в измеряемой среде, находящейся в камере 4высокого давления с окном 5. Полупроводниковая пластина с помощьюэлектрических контактов на ее торцахподключена к генератору 6 синусоидального напряжения через полупроводниковый диод 7, Камера 4 высокогодавления установлена в поле внешнегоэлектромагнита 8, являющегося источником помех. Регистрация сигнала мощности отрицательной люминесценцииот полупроводниковой пластины осущесвляется пирозлектрическим приемником9, подключенным к вольтметру 1 О.Чувствительный элемент 1 можетбыть изготовлен из антимонида индияс собственной проводимостью (и, ) 1 )и концентрацией Ипримесей Ив1,1 =2 10 см , в еще параллелепипедда размерами 5 х 2 х 0,1 мм . Противоположные широкие грани чувствительного35элемента 1 обрабатываются различнымобразом так, чтобы скорости поверхностной рекомбинации на этих граняхсущественно различались. Большая ско 40рость поверхностной рекомбинации достигается механической шлифовкой абразивным порошком (размер зерна около1 мкм). Полупроводниковая пластинасо стороны окна 5 имеет грань с малой45скоростью поверхностной рекомбинации(достигаемой травлением свободной поверхности), Толщина пластины соизмерима с диффузионной длиной носителейтока. При действии электрического имагнитного полей в пластине возникает 50магнитоконцентрационный эффект (МКЭ),сущность которого заключается в перераспределении концентрации носителейтока по толщине полупроводниковойпластины под действием силы Лоренца. 55При соответствующей ориентации пластины практически все носители тока, генерируемые на поверхности с малой скоростью рекомбинации, а также генерируемые в объеме пластины, достигают поверхности с большей скоростью рекомбинации, где интенсивно рекомбинируют. При этом концентрация носителей тока в объеме и у грани пластины е малой скоростью поверхностной рекомбинации становится значительно ниже равновесной, т,е, достигается режим обеднения или истощения кристалла полупроводника носителями тока при МКЭ. В таком режиме в полупроводниковой пластине возникает отрицательная люминесценция, т.е. процесс поглощения телом тепловой радиации преобладает над излучением тела.В достаточно сильных полях из-за сильного истощения поверхности полупроводниковой пластины носителями тока, сигнал отрицательной люминесценции теряет зависимость от внешнего магнитного поля, но сохраняет зависимость от степени всестороннего-сжатия кристалла, так как при этом происходит изменение ширины запрещенной зоны и, как следствие, изменение концентрации собственных носителей тока.По тем же причинам сигнал отрицательной люминесценции обладает стабильностью и по отношению к колебаниям питающего напряжения.Преимуществом способа измерения гидростатического давления путем регистрации величины насыщенного сигнала отрицательной люминесценции как функции изменения ширины запрещенной эоны полупроводникового материала под действием всестороннего сжатия является также воэможность передачи информации о величине давления по оптическому каналу.Формула и э обретенияСпособ измерения гндростатического давления, включающий помещение чувствительного элемента в виде полупроводниковой пластины в измеряемую среду, приложение к нему электрического поля, регистрацию режимного параметра чувствительного элемента, функционально связанного с измеряемым давлением, и определение величины гидростатического давления по градуировочной зависимости, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повыше0 6но-дырочными парами грани, причем величины напряженностей электрического Е и магнитного Н полей удовлетворяют условию 5 151681 ния помехоустойчивости к изменениям внешнего магнитного поля, истощают одну из поверхностей чувствительного элемента электронно-дырочными парами5 путем воздействия на него постоянным магнитным полем, вектор напряженности Н которого перпендикулярен вектору напряженности Е электрического поля в чувствительном элементе и совпадает по направлению с вектором напряженности Н внешнего магнитного поля, а в качестве режимного параметра используют мощность отрицательной люминесценции полупроводниковой пластины со стороны истощенной электрон 4 СКТ Е Ф Н ) - ей(Ц+Ц ) где СК Т е а Ци скорость света;постоянная Больцмана;температура;заряд электрона;толщина пластины;подвижности электронови дырок соответственно. Составитель И.СумцовТехред А,Кравчук Корректор В.Кабаций Редактор Е.Папп Заказ 6377/40 Тираж 789 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101