Измерительный преобразователь давления

пц 586346 Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительное к авт. свид-ву22) Заявлено 09.11.76 (21) 2417001/18-1с присоединением заявки23) Приоритет 1) М. Кл а 601 Ь 9/14б 01 Ь 11/00 рственный комит ГасуСов ета Министров СССпо, делам изобретений и открытий(45) Дата опубликования описания 03.01.78 3) УДК 531,787(088.8(72) Авторы изобретепи А. Глауберманнайдерного Знамени И. Мечникова И, М, Викулин, Л. ф, Викулина,В. И. Петрищев и И. П. ордена Трудового Кр нный университет им.(7 витель 54) ИЗМЬРИГЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕН Преобразователгую мембрану 2,нитометр 4.Магнитометрный двухколлектщий исходный птакты 7 и 8 к содержит корпус 1, упрустоянный магнит 3 и магпланар- держаб конекто ы редставляет собоирный транзистор, с лупроводник 5 базй эмитте 9 и ко зовател нарная 1Изобретение относится к магнитомодуляционным преобразователям и может быть использовано в устройствах для измерения давления,Известны магнитомодуляционные преобразователи давления, у которых магнитометр выполнен, например, в виде магниторезистора 11,Наиболее близким к изобретению по технической сущности является преобразователь давления, содержащий упругий чувствительный элемент, связанный с магнитом, и магнитометр, выполненный в виде датчика Холла 21.Недостатком такого преобразователя является малый выходной сигнал. Это приводит к необходимости введения усилителя, что уменьшает чувствительность преобразователя и усложняет конструкцию устройства в целом.Цель изобретения - увеличение чувствительности преобразователя давления и упрощение конструкции.Это достигается тем, что в предлагаемом преобразователе давления магнитометр выполнен в,виде планарного двухколлекторного транзистора, база которого снабжена двумя омическими электроконтактами.На фиг, 1 схематически показан преобраь давления; на фиг. 2 показана пластруктура магнитометра. не, Р лл р10 и 11,На фиг. 3 приведена электронная схемаО включения двухколлекторного транзистора,где 12 - сопротивления нагрузки, 13 - сопротивление базы, 14 - сопротивление эмиттера 9, 15 - вольтметр проградуированныйв кг/см, 16 - батарея,Принцип действия двухколлекторного транзистора основан на изменении в магнитномполе траектории движения инжектированныхэмиттером 9 носителей заряда в базу б, иследовательно перераспределения их между20 двумя коллекторами 10 и 11, При отсутствиидавления упругая мембрана 2, а значит ипостоянный магнит 3, укрепленный на ней,находятся на таком расстоянии от магнитометра 4, при котором величина магнитной25 индукции, образованная постоянным магнитом 3, на порядок превышает величину индукции магнитного поля земли, что позволяет устранить его влияние на тензометрические измерения. Сигнал, возникающий при30 этом на коллекторах 10 и 11, компенсируетсяс помощью сопротивлений 12, так, чтобы при3отсутствии давления регистрирующий прибор показывал нуль.При наличии давления магнит 3, укрепленный на мембране 2, приближается к магнитометру 4, увеличивая магнитный поток, пронизывающий его, при этом происходит более перераспределение инжектированных носителей заряда между коллекторами 10 и 11. Соответственно ток одного коллектора, например коллектора 10, увеличивается, а другого коллектора 11 уменьшается, что приводит к появлению напряжения между двумя коллекторами 10 и 11.Таким образом, увеличение (уменьшение) давления приводит к увеличению (уменьшению) регистрирующего сигнала, Поскольку перераспределение носителей происходит под действием силы Лоренца, которая пропорциональна скорости движения носителей заряда, увеличение электрического поля в базе 6 двухколлекторного транзистора приводит к росту магниточувствительности.В качестве магнитометра 4 используют специальную конструкцию двухколлекторного транзистора. Особенностью этойконструкции является наличие двух омических контактов 7 и 8 к базе 6 транзистора. Такая конструкция позволяет легко регулировать величину электрического поля в базе 6 двухколлекторного транзистора и тем самым скорость движения носителей заряда в базе 6. Кроме того, при пропускании тока через омические контакты 7 и 8 в базе 6 появляется ЭДС Холла, возникающая при пропускании тока основных носителей через базу 6, которая способствует перераспределению инжектированных эмиттером 9 носителей заряда между коллекторами 10 и 11 и соответственно увеличивается чувствительность прибора, Простым увеличением тока эмиттера 9 повышение магниточувствительности не достигается, так как одновременно с ростом тока 5 эмиттера 9 происходит увеличение концентрации носителей заряда вблизи него и напряженность поля в этой области базы 6 практически не увеличивается. Таким образом, чувствительность преобразователя давления уве личивается и выходной сигнал от него можетподаваться непосредственно на регистрирующий прибор, без использования усилителя в электронной цепи.Предлагаемый преобразователь может 15 быть использован и в других измерительныхустройствах, например в измерителях скорости, основанных на измерении разности давлений. Магнитометр, который входит в преобразователь давления, может быть приме нен в конструкциях измерителей перемещения, ускорения и т. д.Формула изобретенияИзмерительный преобразователь давления,25 содержащий корпус, упругий монометрический чувствительный элемент, связанный смагнитом, и магнитометр, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью увеличения чувствительности и упрощения конструкции, в нем магни 30 тометр выполнен в виде планарного двухколлекторного транзистора, база которого снабжена двумя омическими электроконтактами.Источники информации,принятые во внимание при экспертизез 5 1. Авторское свидетельство СССР410271,кл, 6 011. 9/14, 1972.2. Авторское свидетельство СССР 310145,кл. 6 011. 13/02, 1969,586346 рында ол Р Составитель О, Полеведактор Т. Рыбакова Техред И. Михайлова Корректор И, Позняковска Подписное з 2902/8НП ипография, пр. Сапунова, 2 Изд,1032 Государственного ком по делам изоб 113035, Москва, Ж.Тираж 1109итета Совета Министров СССетений и открытий5, Раушская наб., д, 4/5