[go: up one dir, main page]

SU1760412A1 - Semiconductor pressure transduce - Google Patents

Semiconductor pressure transduce Download PDF

Info

Publication number
SU1760412A1
SU1760412A1 SU914917995A SU4917995A SU1760412A1 SU 1760412 A1 SU1760412 A1 SU 1760412A1 SU 914917995 A SU914917995 A SU 914917995A SU 4917995 A SU4917995 A SU 4917995A SU 1760412 A1 SU1760412 A1 SU 1760412A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
housing
membrane
support base
semiconductor
semiconductor pressure
Prior art date
Application number
SU914917995A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Сергеевич Заседателев
Сергей Михайлович Заседателев
Валерий Вячеславович Куренков
Original Assignee
В.С.Заседателев, С М.Заседателев и В.В.Куренков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by В.С.Заседателев, С М.Заседателев и В.В.Куренков filed Critical В.С.Заседателев, С М.Заседателев и В.В.Куренков
Priority to SU914917995A priority Critical patent/SU1760412A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1760412A1 publication Critical patent/SU1760412A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к измерению давлени  жидких или газообразных сред с помощью миниатюрных полупроводниковых датчиков давлени . Цель изобретени  - повышение точности измерени . Дл  этого в полупроводниковом преобразователе давлени , содержащем корпус 1, мембрану 2, выполненную из полупроводникового монокристаллического материала за одно целое с опорным основанием 3, присоединенным по периферии к кольцевой части корпуса, изол ционную плату 6, в которой закреплены жесткие токовводы 7. Последние скреплены с контактными площадками 9 по внутренней окружности опорного основани  3 и дополнительно выполн ют роль его опор.The invention relates to a measurement technique, in particular to the measurement of the pressure of liquid or gaseous media using miniature semiconductor pressure sensors. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy. To do this, in a semiconductor pressure transducer comprising a housing 1, a membrane 2 made of a semiconductor monocrystalline material in one piece with a support base 3 connected peripherally to the ring portion of the housing, an insulation board 6 in which rigid current leads 7 are attached. contact pads 9 along the inner circumference of the support base 3 and additionally perform the role of its supports.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к высокоточному измерению давлени  жидких или газообразных сред с помощью миниатюрных полупроводниковых преобразователей давлени .The invention relates to a measurement technique, in particular to the high-precision measurement of the pressure of liquid or gaseous media using miniature semiconductor pressure transducers.

Известны полупроводниковые преобразователи давлени  с чувствительным элементом в виде мембраны, выполненной из полупроводникового монокристаллического материала за одно целое с опорным основанием , прикрепленным к корпусу со стороны расположенных на мембране тен- зометрических элементов. При этом контактные площадки от тензометрических элементов выведены в область опорного основани  и электрически соединены тонкими гибкими проводами с жесткими токоввода- ми, укрепленными в изол ционной плате. Одна из конструктивных схем исполнени  преобразовател  заключаетс  в крепленииSemiconductor pressure transducers are known with a sensitive element in the form of a membrane made of a semiconductor single crystal material in one piece with a support base attached to the housing from the side of tensometric elements arranged on the membrane. At the same time, contact pads from strain gauge elements are brought into the area of the support base and are electrically connected by thin flexible wires with rigid current leads fixed in the insulation board. One of the constructive schemes of the converter is to mount

мембраны к его корпусу по периферии опорного основани .membranes to its body along the periphery of the support base.

Недостатком такого решени   вл ютс  значительные напр жени  в материале корпуса (и соответственно, упругого опорного основани ), вызываемые распределенной нагрузкой g и моментом т, возникающими от измер емого давлени  Р. НаГфиг, 1а показана (упрощенно, без учета концентрации напр жений) эпюра напр жений ог. в поперечном сечении стенки корпуса (величина максимальных напр жений azmax тем больше , чем меньше толщина h стенки корпуса). Эти напр жени , в свою очередь, обусловливают (за счет несовершенств упругих свойств материала корпуса) величину одной из составл ющих погрешности преобразовател  - его порога чувствительности. Указанна  погрешность оказывает заметное вли ние в случае очень точных измерений, достигаемых преобразовател ми с полупроСОThe disadvantage of such a solution is the significant stresses in the material of the body (and, accordingly, the elastic support base) caused by the distributed load g and the torque t arising from the measured pressure R. The figure, 1a is shown (simplified, without taking into account the stress concentration) zheniy og. in the cross section of the housing wall (the value of maximum stresses azmax is greater, the smaller the thickness h of the housing wall). These stresses, in turn, determine (due to the imperfections of the elastic properties of the material of the housing) the magnitude of one of the components of the transducer error, its sensitivity threshold. This error has a noticeable effect in the case of very accurate measurements achieved by the transducers with the semi-CO2

сwith

VJ оVj o

§§

fofo

водниковыми чувствительными элементами .water sensing elements.

Цель изобретени  заключаетс  в повышение точности преобразовател  (в уменьшении его порога чувствительности),The purpose of the invention is to improve the accuracy of the converter (to reduce its sensitivity threshold),

Дл  этого дополнительно к креплению опорного основани , по периферии корпуса , введена система жестких опор его (фиг. 16). Этими дополнительными опорами  вл ютс  закрепленные в изол ционной плате корпуса жесткие токовводы, поддерживающие упругое опорное основание мембраны . При этом существенно снижаетс  величина напр жени  CTZmaxi благодар  чему уменьшаетс  погрешность нечувствительности и порог чувствительности преобразовател .For this, in addition to fastening the support base, along the periphery of the housing, a system of rigid supports of it is introduced (Fig. 16). These additional supports are rigid current leads fixed to the insulation board of the case, supporting an elastic membrane support base. In this case, the CTZmaxi voltage value is significantly reduced due to which the insensitivity error and the sensitivity threshold of the converter are reduced.

На фиг. 2 показано одно из конструктивных решений.FIG. 2 shows one of the constructive solutions.

Полупроводниковый преобразователь давлени  содержит кольцевую часть корпуса 1 с расположенным на ней чувствительным элементом в виде мембраны 2, выполненной из полупроводникового монокристаллического материала за одно целое с опорным основанием 3 - массивным кольцом , по своей периферии присоединенным к кольцевой части корпуса 1 преобразовател , со стороны расположенных на мембране 2 токоведущих дорожек 4 и тензометриче- ских элементов 5. Соединение опорного кольца с корпусом 1 герметизирует от измер емой среды подмембранную полость. В изол ционной плате 6 осесимметрично закреплены несколько (например, двенадцать , шестнадцать, восемнадцать и т.д.) токовводов 7 (на фиг. 2 показаны только два из них), а также имеетс  канал 8 дл  подведени  опорного давлени . Жесткие токовводы 7, на которые чувствительный элемент оперт своими контактными площадками 9, образуют вторую (внутреннюю) окружность опор массивного кольца.The semiconductor pressure transducer contains an annular part of the housing 1 with a sensing element in the form of a membrane 2 arranged on it, made of a semiconductor monocrystalline material in one piece with the supporting base 3 - a massive ring, on its periphery attached to the annular part of the converter housing 1, located on the membrane 2 current paths 4 and strain gauge elements 5. The connection of the support ring with the housing 1 seals the submembrane cavity from the measured medium. The insulation board 6 is axisymmetrically secured with several (e.g., twelve, sixteen, eighteen, etc.) current leads 7 (only two of them are shown in Fig. 2), and there is also a channel 8 for applying the reference pressure. Hard current leads 7, on which the sensitive element is supported by its contact pads 9, form the second (inner) circle of the supports of the massive ring.

Работа преобразовател  заключаетс  в том, что под воздействием измер емого давлени  Р деформируетс  мембрана 2 и поэтому измен ютс  параметры тензометрических элементов 5 (например, сопротивление тензорезисторов), а с помощью токоведущих дорожек 4 и токовводов 7 эти изменени  параметров передаютс  на вторичную измерительную аппаратуру.The operation of the converter consists in the fact that under the influence of the measured pressure P membrane 2 is deformed and therefore the parameters of the strain gauge elements 5 (for example, the resistance of the strain gauges) change, and with the help of current-carrying tracks 4 and current leads 7 these changes of parameters are transmitted to the secondary measuring equipment.

Таким образом, при использовании изобретени  в преобразовател х, имеющих мембрану, выполненную из полупроводникового монокристаллического материала за одно целое с опорным основанием и присоединенную к корпусу преобразовател  со стороны расположенных на ней тензомет- рических элементов, повышаетс  точность измерений давлени  за счет снижени  величины напр жени  в поперечном сеченииThus, using the invention in converters having a membrane made of a semiconductor single crystal material in one piece with a support base and attached to the converter housing from the strain gauge elements located on it, the accuracy of pressure measurements is reduced by reducing the voltage cross section

стенки корпуса.hull walls.

Claims (1)

Формула изобретени  Полупроводниковый преобразователь давлени , содержащий корпус с расположенным в нем чувствительным элементом в виде мембраны, выполненной из полупроводникового монокристаллического материала за одно целое с опорным основанием, присоединенным по периферии к корпусуClaims of the Invention A semiconductor pressure transducer comprising a housing with a sensing element located therein in the form of a membrane made of a semiconductor single crystal material integrally with a support base connected peripherally to the housing. со стороны расположенных на мембране текзометрических элементов, и соединенную с корпусом изол ционную плату, в которой закреплены жесткие токовводы, одними концами электрически соединенные с контактными площадками тензомет- рических элементов, расположенными на опорном основании, а другими - выведенные за внешнюю поверхность изол ционной платы, отличающийс  тем, что, сlocated on the membrane of tekzometric elements, and an insulation board connected to the case, in which rigid current leads are fixed, with one end electrically connected to contact pads of strain gauge elements located on the supporting base, and others characterized in that with це/1ью повышени  точности измерени  давлени , в нем опорное основание мембраны через контактные площадки оперто на торцы жестких токовводов и скреплено с ними.In order to increase the accuracy of pressure measurement, the membrane base is through it and is attached to the ends of rigid current leads through the contact pads. I I I 1 1I I I 1 1 I I I I 1I I I I 1 czzzjczzzj 1one тt 6,6, ггпзхUHPH J, JL J, JL mzmz -ШЈ-,-ShЈ-, bgrrfffflbgrrffffl 5five Фиг.11 г sg s %% Фиг. ZFIG. Z
SU914917995A 1991-01-30 1991-01-30 Semiconductor pressure transduce SU1760412A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914917995A SU1760412A1 (en) 1991-01-30 1991-01-30 Semiconductor pressure transduce

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914917995A SU1760412A1 (en) 1991-01-30 1991-01-30 Semiconductor pressure transduce

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1760412A1 true SU1760412A1 (en) 1992-09-07

Family

ID=21564365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU914917995A SU1760412A1 (en) 1991-01-30 1991-01-30 Semiconductor pressure transduce

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1760412A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N° 1464055, кл.С 01 L9/04, 1987 За вка JP N 52-17437, кл.С 01 L9/04, 1977 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3088323A (en) Piezoresistive transducer
JPS5921495B2 (en) Capillary pressure gauge
CA1301471C (en) Force measuring device
GB1083367A (en) Apparatus for measuring fluid characteristics
US4073191A (en) Differential pressure transducer
JP2704173B2 (en) Load transducer with pedestal
SU1760412A1 (en) Semiconductor pressure transduce
US3864966A (en) Load transducer
SU1716979A3 (en) Method of measuring pressure and pressure transducer
SU1470859A1 (en) Instrument for measuring tangential pressure
SU800744A1 (en) Pressure difference sensor
SU584209A1 (en) Pressure sensor
SU561887A1 (en) Pressure sensor
RU2115897C1 (en) Integral converter of deformation and temperature
RU2097721C1 (en) Pressure converter
SU1408261A1 (en) Method of manufacturing resistance strain gauge membrane pressure transducers
SU1525505A1 (en) Strain measuring transducer of high prussure
RU219078U1 (en) torque sensor
RU2024830C1 (en) Unit for measuring pressure
SU459699A1 (en) Strain gage pressure difference transducer
RU1812461C (en) Capacitance-type pressure pickup
SU1272132A1 (en) Strain transducer
SU1026025A1 (en) Pressure difference pickup
SU1002855A1 (en) Mechanotronic dynamometer
JPH06102128A (en) Semiconductor composite function sensor