Полупроводниковый датчик давления

Полупроводниковый датчик давления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено050177 (21) 2440825/18-10 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 150680. Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 20, 06. 80 (51)М. К„.2

G 01 Ь 9/04

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 531. 787 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В. К. Красильников, B. И. Смыслов, В. B. Цветков, Л. И. Маховская, В. Ф. Семенов, В, N. Школьников и В. И. Я эовцев (71) Заявитель (54 ) ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к и змерительной технике, а точнее к полупроводниковым датчикам давления газовых и жидких сред.

Известно устройство, предназначен- 5 ное для измерения давления жидких и газовых сред с полупроводниковыми чувствительными элементами f 1), содержащее корпус, усилитель и кремниевую мембрану, на поверхности которой10 сформирован мост из четырех диффузионных тен зоре зисторов. Температурный диапазон работы такого устройства невысок, и их характеристики зависят от качества p — n перехода. 15

Известен также полупроводниковый датчик давления, содержащий тенэометрический преобразователь давления мембранного типа, закрепленный на 20 штуцере и размещенный внутри корпуса, а также встроенное усилительное устройство (2) .

Известные датчики давления не обеспечивают достаточной, чувствительнос- 25 . ти и точности измерения.

Целью изобретения является повышение чувствительности, точности, а также допустимого предельного давления. 30

Указанная цель достигается тем, что жесткое основание с закре пле нным полупроводни ко вым те н э опрео бр азо вателем установлено на упругом элементе, например сильфоне, а с наружной стороны полупроводникового преобразователя уст ановле н плоский упор, причем его диаметр больше рабочего диаметра прео бразовате ля .

На фиг. 1 показан общий вид датчика в разрезе; на фиг. 2 — принципиальная схема датчика при Ри к, Рнор„; на фиг. 3 — принципиальная схема датчика при Риъм = 1,1Риом, на фиг. 4 принципиальная схема датчика при риъм = 1 npe*

Датчик содержит корпус 1, сильфон

2, к которому приварено основание 3 с центральным отверстием. На основании 3 закреплено кольцо 4 с полупроводниковым тензопреобраэователем 5, причем они изготовлены из одного мате риала. Микропроводом 6 тензопреобраэователь приварен к контактной колодке 7, на которой размещено усилительное устройство 8. Монтажным проводом 9 контактная колодка соединена с разъемом 10. В крышку 11 завинчен винт 12 с плоским диском 13, служащим упором. Диаметр диска 13 больше

7410.75 рабочего и меньше внешнего диаметра те н эо прес браэователя.

B качестве упругого элемента может быть использован сильфон или мембрана, закрепленная в корпусе по внешнему радиусу.

Упор настраивается таким образом, чтобы преобразователь касалка его при давлении, равном 1, 1 Риса

При, подаче давления Ри (Р о„, тензопреобразователь 5 деформируется и перемещается из-эа увеличения длины сильфона (фиг. 2), а на выходе появляется выходной сигнал. При давлении Риьм 1, 1 Рното за счет увеличения длины сильфона и в незначительной степени эа счет деформации тенэопреобразователя 5 центр тензопреобразозателя 5 касается поверхности упора

13 (фиг. 3) . При дальнейшем увеличении давления деформация тензопреобраэователя 5 уменьшается, так как упор

13 уравновешивает часть давления, а длина сильфона 2 увеличивается, и наступает момент, когда упор полностью выпрямляет тенэопреобразователь

5 (фиг. 4). Дальнейшее увеличение давления не вызывает деформации мембранного преобразователя и не увеличивает длину сильфона 2, а следовательно не происходит и разрушения датчика. После того, как преобразователь 5 полностью ляжет на упор 13, соединения преобразователя 5 с кольцом 4 жесткости и кольца 4 с основанием 3 работают на сжатие (фиг. 4), а следовательно, не изменяют своих характеристики как следствие. характеристик тензопреобразователя, что улучшает точность измерения.

Тензометрический преобразователь мембранного типа может быть выполнен в виде металлической мембраны с закрепленными на ее поверхности тенэочувствительными элементами. (О

Формула изобретения

Полупроводниковый датчик давления, содержащий корпус с закрепленным на ! 5 жестком основанМи тенэометрическим преобразователем мембранного типа, отличающийся тем,что,с целью повышения чувствительности и точности измерения, а также предельно допустимого давления, жесткое основание с закрепленным преобразователем на упругом элементе, например сильфоне, а с наружной стороны преобразователя установлен плоский упор, причем его диаметр больше рабочего диаметра преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Электроника, т. 45, Р 25, 1972.

2, Приборы и системы управления, 9 7, 1974.

Составитель Г. Виноградова

Редактор Хейфиц Техред О.Андрейко Корректор М. Коста

Заказ 3191 41

Тираж 1019

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