Устройство для измерения параметровдвижения

Союз СоветскихСоциапистическихРеспублик. ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯЫ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытиИ(72) Авторы изобретения А.НеЩеглов и В.В.Попов уфимании авиационный инатитут им. Серго Ориаииррцве,(71) Заявтль(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ Изобретение относится к информационно-измерительной технике и автоматике и может быть использовано для измерения скорости различного рода машин и механизмов.Известны датчики с использованием разнообразных физических явлений Ц.Наиболее близким по технической сущности и решаемым задачам к изобретению является измеритель перемещения, содержащий полупроводниковую подложку одного типа проводимости со сформированными в ней областями истока и стока другого типа проводимости, металлизацию подложки, подвиж ный электрод-затвор, имеющий возможность совершать возвратно-поступательное движение вдоль областей. истока и стока, подзатворный твердый диэлектрик и слой глицерина между 20 твердым диэлектриком и электродомзатвором(ЯОднако измеритель перемещения на МОП-транзисторе не может служить датчиком скорости при такой конст рукции. Цель изобретения - создание конструкции, выходной сигнал которой пропорционален скорости. 30 Поставленная цель достигается тем, что в датчик на МОП-транзисторе, введен неподвижный электрод-затвор, установленный на твердом диэлектрике вдоль областей истока и стока, а зазор между электродами- затворами заполнен электродинамической жидкость: .На чертеже представлена конструкция предлагаемого устройства.Устройство для измерения параметров движения состоит из полупроводниковой подложки 1 одного типа проводимости, например и -типа, со сформированными на одной ее стороне областями истока 2 и стока 3 другого типа проводимости, например р -типа, на другой ее стороне укреплена металлизация 4 подложки, Поверх областей истока 2 и стока 3, сформированных в полупроводниковой подложке 1, нанесен слой диэлектрика 5, на котором расположен неподвижный электрод-затвор б. Параллельно неподвижному электроду-затвору б, над ним расположен подвижный электрод-затвор 7, а зазор между ними заполнен электро- динамической жидкостью 8. Электро- динамическая жидкость 8 представляет собой неполярный маслянистый раст 822033воритель (природные масла), в котором,находятся мельчайшие частицы елабопроводящего вещества. Для того, чтобы электродинамическая жидкость не вытекала из устройства, полупроводниковая подложка 1, с металлизацией 4, со слоем диэлектрика 5, не-, йодвижным электродом-затвором б помещена в диэлектрический резервуар, (не показан.), который наполняется электродинамической жидкостью 8, в прорези диэлектрического резервуара входит подвижный электрод-затвор 7 таким образом, что электрод-затвор б параллелен электроду-затвору 7. К подвижному электроду-затвору 7 подсо" единена одна шина источника 9 напряжения постоянного тока (О), а вторая шина. источника 9 подсоединена к металлизации 4 подложки. Области истока 2 и стока 3 подсоединены посредством шин с последовательно соединенными источником 10 питания постоянного тока (О. и резистором 11 нагрузки.Устройство работает следующим образом.При подключении источником 9 и 10 к токоведущим шинам (показаны условно) через резистор 11 нагрузки электрический ток не протекает, поскольку между областями истока 2 и стока 3 токопроводимый канал не индуцирован. Это обусловлено тем, что на неподвижном электроде-затворе б отсутствует потенциал. В случае, если подвижный электрод-эавтор 7 движется относительно неподвижного электрода- затвора ра б и параллельно ему со скоростью О, то на неподвижном электроде-затворе б появляется электрический потенциал, прямо пропорциональный скорости подвижного электрода-затвора 7,О, =Ч , (1) где М - коэффициент пропорциональности.В этом случае в полупроводниковой подложке 1 между областями истока 2 и стока 3 индуцируется канал, а, следовательно, через резистор 1 нагрузки течет ток. Ток, протекаемый от истока 2 к стоку 3, определяется следующим выражениемц,ц -ц ц - ) (г) Е ВвР% г Оси м ЬЕ3 О ОИ где Е и(:в - относительная диэлектрическая постоянная идиэлектрическая постоянная (диэлектрика)соответственно,Ф - подвижность носителейзарядов в канале,И - ширина канала,- длина канала,толщина диэлектрика,"сФОО пороговое напряжение5 для данного МОП-транзистора,напряжение на затворе,в данном случае ОО Й О(ц, знак "+"10или "-" определяется взависимости от направления движения подвижного электрода-затво- .ра 7.Перепишем выражение(2) с учетом3 или с учетом выражения (1)20ц кц)-ц,1 ц, (ц)еа 6 цдв ц 1обозначимбоев фц через ф, и пре. (вобразуем уравнение (4).01З=РО О + КЧРО, -В О, О - В " (К)При движении подвижного электродазатвора .7 изменяется только второеслагаемое уравнение (5), а все остальные слагаемые остаются неизменными при данных геометрических размерах, О.) и О, поэтому запишем35 , =АЧ+81 (6)р3 ЪЕ Я:ЗфО,;Ь:(ЪОО-ОО-ОЧО 1Уравнение (6) - это уравнение40 прямой линии, которая смещена по ординате вверх на В,Формула изобретенияУстройство для измерения параметров движения) содержащее полупроводниковую подложку с областями стока45 и истока, неподвижный твердый диэлектрик и .параллельный ему подвижныйэлектрод-затвор, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью получениясигнала, пропорционального скорости50 перемещения подвижного электродазатвора, в датчик введен неподвижный электрод-затвор, установленныйна твердом диэлектрике, а зазор между подвижным и неподвижным электро 55 дами-затворами заполнен злектродинамической жидкостью.Источники информацииюпринятые во внимание при экспертизе1. Агейкин Д.И. и др. Датчикиконтроля и регулирования. М., 1965,с. 456-484.2. Угаи О. Делитель напряженияна МОП-транзисторе. - "ТИИЭР", т. 59,Р 10, 1971, с. 189 (прототип)./67 Тираж 907 ВНИИПИ Государственного копо делам изобретений и о 35, Москва, Ж, Раушская Подписноета СССРтийд. 4/5