Файл: Полупроводниковый преобразователь давления с повышенной точностью и чувствительностью.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.12.2023
Просмотров: 27
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
погрешности линейности не менее чем в три раза, а также повысить чувствительность преобразователя по сравнению с прототипом на 30 % за счет оптимального выбора координаты точки сопряжения узкого и широкого участков профиля и отношения ширины широкого участка к узкому.
Технико-экономическим преимуществом предлагаемого преобразователя по сравнению с известными является повышение точности и чувствительности при измерении давления.
Полупроводниковый преобразователь давления содержит кремневую жесткозащемленную профилированную мембрану, профиль сечения которой представляет собой сочетание широких и узких участков, расположенных симметрично относительно вертикальной оси сечения, на верхней части которой в области жесткой заделки расположены тензорезисторы, объединенные в полную мостовую схему, отличающийся тем, что профиль сечения полупроводниковой мембраны содержит широкие участки, расположены с краю мембраны и прилегающие к области жесткой заделки, а узкий участок расположен симметрично вертикальной оси профиля в центре сечения, при этом координата сопряжения широкого и узкого участков равна 0,567 R, где R – радиус мембраны, а отношение ширины широкого и узкого участков профиля равно 3,6:1.
Источники известности:
1 Патент US 4,467,656
2 Патент US 5,209,118
3 Патент US 4,236,137
4 Пономарев С.Д., Андреева Л.Е. Расчет упругих элементов машин и приборов. – М.: Машиностроение, 1980. – 236 с. ил.‑ (Б-ка расчетчика).
5 ГОСТ 22520-85 Датчики давления, разрежения и разности давлений с электрическими аналоговыми выходными сигналами ГСП. Общие 4 технические условия
6 Gad-el-Hak M. The MEMS handbook. – CRC press, 2001.
Реферат
(57) Изобретение относится к области измерительной техники, в частности, к полупроводниковым преобразователям давления, и может быть использовано в разработке и изготовлении малогабаритных датчиков малых давлений.
Согласно изобретению, полупроводниковый преобразователь давления содержит жесткозащемленную кремниевую мембрану (1), профиль сечения которой представляет собой сочетание широких и узких участков, расположенных симметрично относительно вертикальной оси сечения, отношение ширины участков составляет 3,6:1, а координата точки сопряжения участков (2) определяется соотношением Y = 0,567 R, где R – радиус мембраны. На верхней части мембраны расположены тензорезисторы (3), объединенные в полную мостовую схему.
Изобретение направлено на повышение точности и чувствительности преобразователя давления.
1 п.ф., 5 ил.
Фиг. 1
Фиг.2
Фиг. 3
Фиг. 4
Фиг. 5
Технико-экономическим преимуществом предлагаемого преобразователя по сравнению с известными является повышение точности и чувствительности при измерении давления.
Формула изобретения
Полупроводниковый преобразователь давления содержит кремневую жесткозащемленную профилированную мембрану, профиль сечения которой представляет собой сочетание широких и узких участков, расположенных симметрично относительно вертикальной оси сечения, на верхней части которой в области жесткой заделки расположены тензорезисторы, объединенные в полную мостовую схему, отличающийся тем, что профиль сечения полупроводниковой мембраны содержит широкие участки, расположены с краю мембраны и прилегающие к области жесткой заделки, а узкий участок расположен симметрично вертикальной оси профиля в центре сечения, при этом координата сопряжения широкого и узкого участков равна 0,567 R, где R – радиус мембраны, а отношение ширины широкого и узкого участков профиля равно 3,6:1.
Источники известности:
1 Патент US 4,467,656
2 Патент US 5,209,118
3 Патент US 4,236,137
4 Пономарев С.Д., Андреева Л.Е. Расчет упругих элементов машин и приборов. – М.: Машиностроение, 1980. – 236 с. ил.‑ (Б-ка расчетчика).
5 ГОСТ 22520-85 Датчики давления, разрежения и разности давлений с электрическими аналоговыми выходными сигналами ГСП. Общие 4 технические условия
6 Gad-el-Hak M. The MEMS handbook. – CRC press, 2001.
Реферат
(57) Изобретение относится к области измерительной техники, в частности, к полупроводниковым преобразователям давления, и может быть использовано в разработке и изготовлении малогабаритных датчиков малых давлений.
Согласно изобретению, полупроводниковый преобразователь давления содержит жесткозащемленную кремниевую мембрану (1), профиль сечения которой представляет собой сочетание широких и узких участков, расположенных симметрично относительно вертикальной оси сечения, отношение ширины участков составляет 3,6:1, а координата точки сопряжения участков (2) определяется соотношением Y = 0,567 R, где R – радиус мембраны. На верхней части мембраны расположены тензорезисторы (3), объединенные в полную мостовую схему.
Изобретение направлено на повышение точности и чувствительности преобразователя давления.
1 п.ф., 5 ил.
-
- жесткозащемленная кремниевая мембрана; (2) - точки сопряжения широкого и узкого участков сечения; (3) – тензорезисторы, объединенные в полную мостовую схему
Фиг. 1
Фиг.2
Фиг. 3
| Напряжение по Мизесу σ, МПа |  сплошная линия – предложенная конструкция, пунктир - прототип |
| | Координата сечения, м |
Фиг. 4
| Разность между радиальным и тангенциальным напряжением σl – σt, МПа |  сплошная линия – предложенная конструкция, пунктир - прототип |
| | Давление P, Па |
Фиг. 5