Устройство для измерения давления

(56) Авторское свидетельство СССРМ 1569613, кл. 6 019/04, 1988,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНЛЕНИЯ(57 Датчик давления предназначепользования в различных областятехники, связанных с измерениемв условиях воздействия нестацитемпературы измеряемой средыизобретения является уменьшениратурной погрешности в условияхонарной температуры измеряемойсчет более точного восприятия тесторами температуры соответстензорезисторов с раздельным учпературы каждого тензорезистора,стигается тем, что в датчике д ИЯ ДАВа соединений Изобретение относ .ной технике, в частнос назначенным для различных областях на занных с измерением воздействия нестацион измеряемой среды (тер змерительикам, предования в хники, свя" в условиях мпературы ится к ти к дат исполь уки и т давлени арной т оу Целью изобретени . ние точности измерени ях воздействия температуры измеряемНа фиг.1 изображ общий вид; на фиг.2 - фиг.1; на фиг,3 - датчик овышесло- арной я является ия давления внестационой среды.ен датчик дафрагмент узсо снятым коо ления, ла 1 на пусом,ГОсудАРстВенный кОмитетПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И н для исх науки и . давления онарной . Целью е темпе- нестацисреды за рморезитвующих етом темЦель доавления,содержащем корпус, мембрану, тензорезистооный мост, сфоомиоованный на мембране - из тензорезисторов 4, 5, 6, 7, и терморезисторы 8,9,10,11, совмещенные с соответствующими тензорезисторами в соответствии с предлагаемым изобретением.Тензореэисторы и терморезисторы выполнены непосредственно соприкасающимися друг с другом по наибольшей поверхности и сформированы из полупроводникового материала разного типа проводимости, а тензорезисторы и термореэисторы запитываются напряжением разной полярности, причем резисторы р-проводимости эапитываются напряжением отрицательной полярности, а резисторы и-проводимости - анапряжением положительной полярности.Кроме того, в соответствии с изобретением, каждый термореэистор имеет только по одной контактной площадке, а общим выводом служит одна из контактных площадок тензорезисторного моста, 4 ил. вид сверху; на фиг.4 - схемрезисторов в устройстве.Датчик давления содержит корпус 1, мембрану 2, тензорезисторный мост 3 из тензорезисторов 4,5,6,7, сформированный на мембране, и терморезисторы 8,9,10,11, совмещенные с соответствующими тензорезисторами 4,5,6,7. Мембрана выполнена иэ монокристалла кремния и-типа проводимости,Тензорезисторы 4,5,6,7 и их коммутационные области 12 выполнены и-типа проводимости. Поверхностное сопротивление тензорезисторов на порядок больше поверхностного сопротивления коммутационных областей 11. Термореэисторы 8,9.10,11 и их10 15 20 25 30 коммутационные области 13 выполнены ртипа проводимости, Поверхностное сопротивление терморезисторов 8,9,10,11 на три порядка больше поверхностного сопротивления коммутационных областей 13, Тензорезисторы и терморезисторы выполнены непосредственно соприкасающимися друг с другом по наибольшей поверхности. Тензорезисторы и терморезисторы запитываются напряжением различной полярности, причем терморезисторы р-проводимости запитываются напряжением отрицательной полярности, а тензорезисторы и-проводимости запитываются напряжением положительной полярности, Коммутационные области тензорезисторного моста соединены с контактными площадками 14. Коммутационные области терморезисторов соединены с контактными площадками 15.Устройство работает следующим образом.При воздействии на мембрану давления в ней возникают напряжения и деформации. Тензорезисторы воспринимают деформации, сопротивление их изменяется, Изменение сопротивлений тензарезисторов преобразуется мостовой схемой в выходной сигнал. При изменении температуры измеряемой среды температура тензорезисторов изменяется, его характеристики также изменяются. Так как тензорезисторы и терморезисторы выполнены непосредственно соприкасающимися друг с другом по наибольшей поверхности, то температура терморезисторов с высокой точностью отслеживает температуру тензорезисторов вследствие малого термического сопротивления р-п-перех.ода, образующегося между тензорезистором и терморезистором вследствие того, что тензорезисторы и терморезисторы запитываются напряженисм разной полярности, В связи с тем, что резисторы р-проводимости запитываются напряжением отрицательной полярности, а резисторы и-проводимости напряжением положительной полярности, то сопротивление р-и-перехода будет значительным, Вследствие этого взаимное влияние терморезисторов на тензорезисторы будет несущественным.Изменение сопротивления терморезисторов от температуры совместно с вь 1 ходным сигналом тензомоста подается на вход микропроцессорного устройства (на фиг.1 не показано), в котором запрограммирована индивидуальная корреляционная характеристика выходного сигнала тензомоста или выходного сигнала терморезисторного моста или выходных сигналов р-и-переходов. В результате на выходе микропроцессорного устройства получается сигнал,не зависящий от температуры . Преимуществом устройства являетсяуменьшение в 3 - 4 раза аддитивной температурной погрешности в условиях воздействия . нестационарной температуры измеряемой среды за счет более точного восприятия терморезисторами температуры соответствующих тензорезисторов и возможности отдельного учета. температуры каждого из тензорезисторов, Индивидуальный учет температуры каждого тензорезистора позволяет учесть индивидуальные температурные характеристики каждого тензорезистора, а также индивидуальную температуру каждого тензорезистора при произвольном распределении температур бтдельных тензорезисторов в случае воздействия нестационарной температуры измеряемой среды. Формула изобретенияУстройство для измерения давления, включающее датчик давления, содержащий корпус, закрепленную в корпусе полупроводниковую мембрану и-типа проводимости, расположенные на мембране четыре тензорезистора, соединенные в измерительный мост, и четыре терморезистора,закрепленные соответственно на текзорезисторах, и контактные площадки, расположенные на мембране, а также включающее источник питания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения в условиях воздействия нестационарных температур, в нем тензорезисторы выполнены и-типа проводимости, а терморезисторы - р-типа проводимости, при этом на мембране сформированы коммутационные участки р-типа проводимости, которыми тензорезисторы соединены с контактными площадками, причем терморезисторы соединены в дополнительный измерительный мост, диагональ которого подключена к "минусу" источника питания, а диагональ измерительного моста - к "плюсу" источника питания.1668881 аь,9 Составитель О.Слюсаревтор Г,Наджарян Техред М.МоргенталКоррек оль изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 аказ 2650 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5