Интегральный преобразователь давления и температуры

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для систем управления и регулирования. Целью изобретения является повышение точности, быстродействия и расширение функциональных возможностей при воздействии нестационарной температуры. Благодаря размещению термоэлемента 5 на поверхности упругого элемента 1, контакти - рующей с измеряемой средой, а тензорезисторов 2 на противоположной его стороне, появляется возможность измерения процессов, сопровождающихся вспышкой, а также появляется возможность регистрации и измерения нестационарных тепловых процессов. Увеличению точности измерения способствует также применение отражающей . пленки 10, экранирующей тензосхему от воздействия излучения и теплового потока. 1 ил. I f10 (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU „„1 437698 А 1 (51) 4 G О! L 9/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<ЛО) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4235259/24-10 (22) 24,04.87 (46) 15.11.88. Бюл. У 42 (72) П.Г.Михайлов, С.А.Козин, Е.М.Белозубов и И.А.Зеленцов (53) 531.787 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 800742, кл. G 01 Ь 9/04, 1979.

Заявка Франции У 2535458, кл. G 01 Ь 5/00, 1984. (54) ИНТЕГРАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ДАВЛЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть ис/ пользовано для систем управления и регулирования. Целью изобретения является повыщение точности, быстродействия и раснирение функциональных возможностей при воздействии нестационарной температуры, Благодаря размещению термоэлемента 5 на поверхности упругого элемента 1, контакти" рующей с измеряемой средой, а тензорезисторов 2 на противоположной

его стороне, появляется воэможность измерения процессов, сопровождающихся вспьппкой, а также появляется возможность регистрации и измерения нестационарных тепловых процессов.

Увеличению точности измерения способствует также применение отражающей пленки 10 экранирующей тензосхему от воздействия излучения и теплового потока. I ил.!

437698

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при конструировании н производстве миниатюрных полупроводниковых совмещенных датчиков давления и температуры для систем управления и регулирования.

Цель изобретения — повышение точности, быстродействия и расширение функциональных возможностей при воздействии нестационарной температуры.

На чертеже схематично изображен предлагаемый интегральный преобразователь.

Полупроводниковый упругий элемент

1 из монокристаллического кремния содержит в своем теле и на поверхности сформированную методами диффузионной и планарно-пленочной технологии тензосхему, состоящую из диффузионных или ионнолегированных тензорезисторов 2, высоколегированных соединительных дорожек 3 и контактных площадок 4, На внешней воспринимающей измерительную среду поверхности упругого элемента сформированы термочувствительный элемент

5, соединенный с тензосхемой легированными перемычками 6, проходящими через всю толщину упругого элемента.

Тензосхема и термочувствительный элемент соединены с внешней схемой посредством выводных проводников 7 °

Упругий элемент жестко заделан в держатель 8. На той же поверхности нанесены пленка изолятора 9 и пленочный отражающий экран 10 с отверстием

11, открывающим термочувствительный элемент.

Преобразователь работает следующим образом.

При воздействии на упругий элемент 1 измеряемого давления Р> он деформируется, деформация передается тензорезисторам 2, которые изменяют свое сопротивление. Термоэлемент 5 расположен под углом 45О к кристаллографическим осям 110 в соответствии с чем продольный и поперечный пьезорезисторные эффекты в нем уравновешиваются и его сопротивление не изменяется от деформации.

Воздействие измеряемой темпера" туры t воспринимается в первую очередь термоэлементом 5, находящимся в зоне отверстия 11 экрана 10, который

ВНН1111И Заказ 5883 /41

Произв.-полигр. пр-тне>

Тираж 847

Подписное

55 изменяет свое сопротивление пропорционально температуре. Информация о температуре и измеряемом давлении в виде изменения сопротивления термои тензорезисторов преобразуется в тензосхеме в потенциальные или токовые сигналы и через соединительные дорожки 3, контактные площадки 4 и выводные проводники подается в усилительно-преобразующую аппаратуру.

Экран 10, расположенный на пути лучистого или иного теплового потока, частично отражает его, частично равномерно рассеивает, вызывая одинако— вое небольшое изменение сопротивления тензорезисторов, объединенных в мостовую схему, которая не реагирует на такое изменение.

Благодаря размещению термоэлемента на поверхности, контактирующей с измеряемой средой, появляется возможность измерения процессов, сопровождающихся вспышкой и потоком ионизирующего облучения, а также появляется возможность регистрации и измерения нестационарных тепловых процессов.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Интегральный преобразователь давления и температуры, содержащий полупроводниковый упругий элемент в виде мембраны, расположенную на ней со стороны, противоположной воздействию измерительной среды, тензочувствительную схему в виде тензорезисторов, соединенных в мостовую схему легированными перемычками, и термочувствительный элемент, соединенный последними с тензочувствительной схемой, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, быстродействия и расширения функциональных возможностей при воздействии нестационарной температуры, в нем термочувствительный элемент размещен на стороне мембраны, воспринимающей воздействие измеряемой среды, перемычки, соединяющие его с тензочувствителькой схемой, расположены в теле мембраны, при этом сторона мембраны с термочувствительным элементом покрыта отражающей пленкой, а в ней над термочувствительным элементом выполнено отверстие.

Ужгород, ул. Г!роектпая, 4