Микроэлектронные преобразователи неэлектрических величин. Агеев О.А - 65 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТТИ ЮФУ | Таганрог

Составители: 

Рубрика: 

67
ственно, а сопротивления R
2
и R
3
уменьшаются на R
2
⋅ε
2
и R
3
⋅ε
3
, тогда вели-
чина выходного сигнала
[][ ]
)1()1(
1()1(
)1()1()1()1(
4433
211
33224411
εε
εε
ε
ε
ε
ε
++−
−++
−
−
−
+
+
=
RR
RR
RRRR
UU
вых
. (84)
Выполняя деление числителя и знаменателя на R
2
⋅
R
4
, после некоторых
преобразований получаем
))(()1)(1(
)(
34214321
32414321
εεεεεεεε
ε
ε
ε
ε
ε
ε
ε
ε
kkkkkk
k
UU
вых
−−++−−+++
−
+
+
+
+
=
, (85)
где
3
4
2
1
R
R
R
R
k ==
.
Обычно
ε
1
,
ε
2
,
ε
3
,
ε
4
<
<
1, тогда, пренебрегая слагаемыми уравнения
второго порядка малости, выражение (85) можно представить следующим
образом:
)(
1
4321
ε+ε+ε+ε
+
=
k
kU
U
пит
вых
. (86)
Обычно в датчиках давления все четыре тензорезистора равны по вели-
чине, то есть
1=k
, тогда
)(
4
4321
ε+ε+ε+ε=
kU
U
пит
вых
. (87)
Оценим порядок входного напряжения датчиков давления. Как правило
U
пит
=3÷10 В, а
ε
R
не превышает 0.01, тогда из (87) получим следующее (при
U
пит
=5 В):
U
вых
= (5/4)4⋅0.001=0.005 В=50 мВ.
Действительно, выходное напряжение датчиков давления без схем уси-
ления сигнала лежит в пределах 10÷100 мВ в зависимости от геометрических
размеров мембран датчиков и величины воздействующего давления.
3.6. Примеры интегральных преобразователей давления
3.6.1. Интегральные тензопреобразователи, изготавливаемые в
НИИ МВС ТРТУ
В НИИ МВС ТРТУ, по заказам промышленных предприятий авиацион-
ной, химической и газовой отраслей, выпускаются небольшие партии датчи-
ков давления в диапазоне 0-0.1, 0-1, 0-1.5 МПа [10,11].
Конструкция датчика включает интегральный чувствительный элемент,
представляющий собой тонкую квадратную кремниевую мембрану с разме-
ром стороны от 1 до 4 мм и толщиной h=20- 150 мкм с изготовленными на
ней диффузионными тензорезисторами
, включенными в мостовую схему
Уитстона. Мембрана обрамлена массивным основанием, представляющим с
ней единый монокристалл. Последние разработки, предназначенные для из-
мерения давления газовых сред в диапазоне 0-1000, 0-10000 Па, включают в

Страницы