Полупроводниковый преобразователь разности давления
Патент 655917
Авторы
Полупроводниковый преобразователь разности давления
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Сееэ Советскнк
Социалистических
Республик (6E) Дополнительное к авт, сеид-ву (22) заявлено 19.1077 (Я) 2531828/18" 10 с присоединением заявки Рй (23) Приоритет
Опубликовано 050479,Бюллетень Уй 1
Дата опубликования описания 050479
Государственный комитет
СССР по дмам изобретений и открыти й
И.К.Бронштейн, И.К.Панфилов, Е.В.Синицын, A.À.Øàðàïîâ и В.Н.Шегида (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 } ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
РАЗНОСТИ ДАВЛЕНИЯ
Изобретение относится к области приборостроения, а именно к технике измерения разности давлений посредством полупроводниковых тензонреобразователей.
Известны полупроводниковые тензорезистивные преобразователи давления, в которых в качестве чувствительного элемента используется монокристаллическая мембрана чашечиого типа, на поверхности которой сформированы резисторы, например полупроводниковый преобразователь, построенный на основе мембраны, окруженной основанием, выполненным заодно целое с мембраной и закрепленным в корпусе (1) . Основание не обеспечивает полной развязки от деформаций в корпусе и в случае применения датчика для измерения разности давлений является источником дополнительных погрешностей.
Известен также преобразователь разности давлений, построенный на основе кремниевой мембраны чашечного типа, основание которой соединяется с корпусом через переходное кремниевое кольцо посредством клеевого соединения (2). 30
Недостатком этой конструкции является недостаточная надежность соединений мембраны с переходным кольцом и переходного кольца с корпусом, а также уход нуля, объясняющийся разницей эффективных площадей внутренней и внешней образующих основания мембраны. Все это снижает точность при измерении высоких давлений и вносит температурную погрешность в измерения.
В предлагаемом полупроводниковом преобразователе давления, состо ящем из чувствительного элемента — монокристаллической мембраны чашечного типа, основание которой соединено с корпусом, основание мембраны выполнено с краевым гофром, периферийная часть которого жестко заделана в корпусе, а высота гофра связана определенным соотношением с геометрическими размерами мембраны.
Выполнение основания с краевым гофром обеспечивает равенство сил, действующих на основание с внешней и внутренней сторон; развязывает мембрану ат температурных деформаций корпуса и создает периферийную часть основания, которая может быть жестко
655917
Формула изобретения
15
Составитель В.Козлов
Техред З.Фанта Корректор М.Ложо
Редактор О.Филиппова
Заказ 1501/31 Тираж 1089 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, г,Ужгород, ул.Проектная,4 заделана в корпусе путем раэвальцовки или резьбового соединения.
На чертеже изображен преобразователь давления.
Преобразователь состоит иэ мембраны 1 чашечного типа, основание которой выполнено с краевым гофром 2. Периферийная часть основания 3 связующим материалом 4 соединена с корпусом 5 и дополнительно жестко заделана в корпусе посредством раэвальцовки 6 ° Корпус 5 снабжен герметизированными выводами тензорезисторов 7.
Краевой гофр 2 выполняется методом электроискровой обработки с последующим анизотропным травлением основания до требуемой толщины.
Высота гофра hp выбирается согласно выражению
1 2
>hj иэ условия равенства усилий, действующих на внутреннюю и внешнюю стенки основания мембраны D h< =Dphp.
В этом случае на мембрану не действуют силы сжатия с внешней стороны основания. Кроме того, утонение сечения основания с помощью краевого гофра позволяет практически полностью развязать мембрану от температурных деформаций корпуса. Периферийная часть основания в этом случае может быть жестко закреплена в корпусе посредством раэвальцовки или .реэьбового соединения, что повышает надежность и герметичность соединения мембраны с корпусом.
Полупроводниковый преобразователь разности давления, содержащий монокристаллическую мембрану чашечного типа с расположенными на ней тензорезисторами, основание которой соединено с корпусом, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения высоких давлений и снижения температурной погрешности, основание мембраны выполнено с краевым гофром, периферийная часть которого жестко заделана в корпусе, при этом высота гофра hp связана соотношением
Dq h)
hp=Dp где hp — высота гофра;
h — высота внутренней образующей цилиндра мембраны1 р — внутренний диаметр мембраны;
Dp — внешний диаметр мембраны.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент CUA 93753196, кл. 338-4, 1971.
2. Преобразователь давления
ТУ-48-1303-182-76.