Преобразователь линейных перемещений

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ691678К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ссноз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 140378 (21) 2591576/18 - 28 6 01 В 7/00 С 08 С 9/08 с присоединением заявки Мф Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ Изобретение относится к контрольйо", измерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерения микроперемещений.5Известны преобразователи перемещений, основанные на использовании проводимости канала МОП илч МДП- структуры которая индуцируется в ней приложенным к ее затвору напряжением (1) . Электрод затвора обладает воэможностью механического перемещения и отделен слоев диэлектрика от поверхности полупроводйиковой структуры. В таком преобразователе ток стока зависит от положения под вижного электрода затвора.Недостатком известного преобразователя является сложность его конструкции, связанная с выполнением подвижного затвора.Наиболее близким техническим решениею к изобретению является преобразователь линейных перемещений содержащий корпус, заполненный двумя слоями жидкого диэлектрика и разделяющим их слоем электролита, рас-. положенный внутри корпуса и жестко связываемый с объектом перемещения подвижный электрод, состоящий из оболочки и размещенного в ней чувствительного элемента, неподвижныйэлектрод, расположенный в слоеэлектролита, источник питания ирегистрирующий прибор . Подвижныйэлектрод и размещенный внутри негочувствительный элемент-проводник,присоединенный к одному концу этого электрода, подключены противоположньии концами к источнику питания переменного тока и образуютделитель напряжения, с которого осу- .ществляется съем переменного электрического сигнала, зависящего. отположения подвижного электрода через слой электролита (2).Недостатками известного преобразователя являются ограниченнаяточность измерения перемещений, обусловленная его низкой чувствительнос-, тью, и значительная потребляемаямощность, обусловленная малым, значением электрическогб сопротивленияподвижного электрода.Целью изобретения является повышение точности измерения микроперемещеннй.Цель достигается тем, что чувствительный элемент выполнен в видеПреобразователь работает следующим образом.Прн перемещении пбдвижного электрода относительно корпуса преобразователя изменяется площадь затвораР 5 что обуславливает соответствующееизменение тока стока, регистрируемое приборсм 12. Изменение тока,протекающего через МДП-структуруГнаходится в прямолинейной зависимости от величины перемещения (по вертикали) слоя 3 электролита относительно подвижного электрода преобразователя. Формула изобретения МДП-структуры, расстояние между "истоком и стоком которой изменяется по линейному закону по ширине канала, а обслочка подвижного электрода выполнена из диэлектрика, один полюс источника питания постоянного тока подключен к неподвижному электроду и через регистрирующий прибор - к стоку МДП-структуры, а второй полюс - к полупроводниковой подложке и к истоку МДП-структуры.Яа фиг . 1 схематически показана конструкция преобразователя На фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.Преобразователь содержит корпус 1, заполненный тремя слоями 2,3, 4 несмешивающихся жидкостей, подвижный электрод 5, состоящий иэ оболочки 6 и размещенного в ней чувствительного элемента, выполненного в виде МДП-структуры, и неподвижный электРод 7, МДП-структура представляет со 20 бой полупроводниковую подложку 8 одного типа проводимости сб сформировамнжи в ней областями истока 9 истока 10 другого ти а прбводимости.Расстояние с между истоком 9 и стоком 10 МДП-структуры изменяетсяо линейному закону (в общем случае изменение расстояния может быть и нелинейным). Слби 2 и 4 жидкостей -диэлектрики, а слой 3 представляет собой электролит, т .е. является токопроводящим, удельные весажидкостей в слоях 2, 3 и 4 равны соотв етственно й, й , й з и св язаныследующим соотношейием 01с 1,с.с 1,.:,З 5Верхний слой 4 диэлектрика должен .быть нелетучим для предупрекденияиспарения слоев 2 и :3. Слой 3 электролита, охватывающий МДП-структуру,выполняет Функции электрода-затвора 40этбй структуры, К нему с помощьюнеподвижного электрода 7 подведенонапряжение источника 11 постоянноготока.Тот же полюс источника-посфоян- "мого тока присоединен через регист рирующий прибор 12 к стоку МДП-струк 45Туры и обесйечивает величину токастока, Противоположный полюс источника подключен к полупроводниковойподложке 8 и к истоку 9 МДП-структуры.50 Преобразователь линейных перемещений, содержащий корпус, заполненный двумя слоями жидкого диэлектрика и разделяющим их слоем электролита расположенный внутри корпуса и жестко связываемый с объектом перемещения пбдвижный электрод, состоящий из оболочки и размещенного в ней чувствительного элемента, неподвижный электрод, расположенный в,слое электролита, источййк питания и регистрирующий прибор, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения мнкроперемещений, чувствительный элемент выполнен.в виде МДП-структуры, расстояние между истоком и стоком которой изменяется по линейному закону по ширине канала, а оболочка подвижного электрода выполнена йз диэлектрика, один полюс источника питания постоянного тока подключенк"неподвижному электроду и через регистрирующий прибор - к стоку МДПструктуры, а второй полюс - к полупроводниковой подложке и к истоку МДП-структуры. Источники информации, принятыево внимание при экспертизе1Делитель напряженИя на МДПтранзнстореф, ТИИЭР и 10, т.59,1971, с. 189-190.2, Авторское свидетельство СССРР 341067, кл, С 08 С 9/08, 1968691678 Составитель С.СкрыпникРедактор Н.Аристова Техред М.Петко Корректор Г.РИаетник Зака 113 Й. Ш,Филиал ППП Патентфф, г.ужгород, ул.Проектная,4 00/30Тираж 866 ЦНИИПИ Государственногопо делам изобретений и 035, Москва, Ж, Раушск Подписное омитета СССР ткрытий наб., д. 4/5