Тензопреобразователь давления
Изобретение относится к измерительной технике и позволяет уменьшить погрешиость измерения. На мембране 1 из монокристалла сапфира размещен замкнутый равноплечий мост, образованный тензочувствительными элементами R J - R Одна пара зтих элементов R, и Rj размещена по окружности иуле- -вой радиальной деформации мембраны. Элементы R и R имеют зубчатую форму с определенной формой огибающей каждого лепестка. При воздействии на мембрану давления с тензочувствительных элементов снимается соответствующий значению давления сигнал. 2 ил. КЗ ее СО О 4 СО я
(19) (И) @р 4 (01 Ь 9/04
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3943505/24-10 (22) 16.08.85 (46) 30.08.87. Бюл. В 32 (72) В.И;Евдокимов, А.Г.Здрок, В.П.Бушланов, И.И.Смыслов и И.В.Суровиков (53) 531.787(088.8) (56) Патент США У 3537319, кл. 73-398, 1968.
Ваганов В.И. Интегральные тензопреобразователи. M.: Энергоатомиздат, 1982. (54) ТЕНЗОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет уменьшить погрешность измерения. На мембране 1 иэ монокристалла сапфира размещен замкнутый равноплечий мост, образованный тензочувствительными элементами R, — R . Одна пара этих элементов
R, и К размещена по окружности нулевой радиальной деформации мембраны.
Элементы R и R4 имеют зубчатую форму с определенной формой огибающей каждого лепестка. При воздействии на
° мембрану давления с тензочувствительных элементов снимается соответствующий значению давления сигнал. 2 ил. с е фие. У
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
1334049
Изобретение относится к устройствам для измерения давления с помощью тенэочувствительных элементов, Целью изобретения является уменьшение погрешности измерения., На фиг.1 изображен предлагаемый тензопреобразователь; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1.
На круглой мембране 1 с плоской утоньшенной рабочей частью 2, выполненной из монокристалла сапфира в плоскости (0001), расположен замкнутый полный равноплечий тенэомост,образованный резисторами R, — R4 и соединенными их уширениями 3, сформированными из эпитаксиального однородного кремния, выращенного плоскостью (111), причем пара одинаковых тангенциальных тензорезисторов R, и Rz расположена по дуге окружности, где радиальные деформации равны нулю, т.е. по окружности с радиусом 0,54 r, тензорезисторы R и R имеют зубчатую форму, огибающая каждого лепестка которой характеризуется формулой
1 где ot, — угол между радиусом-вектором точки и касательной в этой точке;
r — относительный радиус-вектор (модуль радиуса-вектора, отнесенный к радиусу рабочей части мембраны);
К;,,К, — коэффициенты продольной и поперечной тензочувствительности полупроводника соответственно.
Толщина, ширина и длина средней линии всех тензорезисторов одинаковы, следовательно, их номинальные сопротивления также одинаковы.
На уширениях 3 выполнены омические контакты .4, расположенные вне прямых, соединяющих концы смежных тенэорезисторов. Удалением части соответствующего уширения 3 достигается точное равенство сопротивлений всех плеч тензомоста при номинальном значении сопротивлений тензорезисторов. На изотропной поверхности мембраны обе пары тензорезисторов располагаются симметрично относительно осей 5 и б. В данном случае лучи 7 тензорезисторов Rz u R расположены на площади, ограниченной окружностями радиусом 0,75 r и 0,85 r.
Очевидно, что подобный рисунок бу;дет иметь диффузионный и приклеиваемый тензорезисторы, в том числе ме10 таллический, если они выполнены из материалов, изотропных по механическим и пьезорезистивным свойствам, и размещены на мембране с плоской утоньшенной рабочей частью, изотроп15 .ной по механическим свойствам.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
При действии давления на мембрану
1 с тензореэисторов R - R4 снимается сигнал, соответствующий значению давления..
Формула изобретения
Тензопреобразователь давления, содержащий упругую мембрану из монокристалла с тензочувствительными элементами иэ монокристалла полупроводника, соединенными в мостовую иэме30 рительную схему, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения погрешности измерения, в нем тензочувствительные элементы одной пары противоположных плеч мостовой иэмеЗ5 рительной схемы размещены по окружности преимущественно с нулевой радиальной деформацией мембраны, а тензочувствительные элементы другой пары противоположных плеч имеют эубча40 тую форму, огибающая каждого лепестка которой характеризуется формулой
45 с os2g- — — — -- — — — —,—
p (ʄ— К, ). r где o(, — угол между радиусом-вектором точечного элемента и касательной в этой точке;
r — относительный радиус-вектор, т. е. модуль радиуса-ректора, отнесенный к радиусу рабочей части мембраны;
К,,К, — соответственно коэффициенты продольной и поперечной тен55, зочувствительности полупроводника.
1334049
Составитель В.Казаков
Редактор M,Öèòêèíà Техред М.1 одан щ Корректор В.Гирняк
Заказ 3957/41 . Тираж 776 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, -35, Раушская наб., д.4/5
Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4
