Интегральный тензочувствительный элемент
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения деформаций в системах автоматического контроля и регулирования. Целью изобретения является увеличение чувствительности за счет смещения рабочих точек МДП-транзисторов. Элемент содержит мостовую схему из четырех МДП-транзисторов 1-4, причем одна пара МДП-транзисторов 1,2 образует инвертор, а затворы другой пары соединены с полюсами источника 5 питания. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
А1
ÄÄSUÄÄ 1610243
51)5 G 01 В 7/16
ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4611371/25-28 (22) 01.12.88 (46) 30.11.90. Бюл. Ф 44 (71) Новосибирский электротехнический институт (72) В.П.Драгунов и А.И.Ильенков (53) 531.781.2(088.8) (56) Физические основы полупроводниковой тенэометрии. Новосибирск, Изд-во
НЭТИ, 1981, с ° 41.
Авторское свидетельство СССР
Ф 1453162, кл. G 01 В 7/16, 1988. (54) ИНТЕГРАЛЫ!ЫЙ ТЕНЗОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ
ЭЛЕМЕНТ
2 (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения деформаций в системах автоматического контроля и регулирования. Целью изобретения является увеличение чувствительности за счет смешения рабочих точек МДП-транзисторов. Элемент содержит мостовую схему иэ четырех МДП-транзисторов
1-4, причем одна пара МДП-транзисторов 1,2 образует инвертор, а затворы другой лары соединены с полюсами источника 5 питания. 1 ил.
1610243
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения деформаций в системах автоматического контроля и регулиро5 вания.
Цель изобретения — увеличение чувствительности за счет смещения рабочих точек МДП-транзисторов.
На чертеже приведена функциональная схема интегрального тензочувствительного элемента.
Интегральный тензочувствительный элемент содержит четыре МДП-транзис-, тора 1-4, соединенные в мостовую схе- 15 му, инвертор, образованный МДП-транзисторами 1 и 2, источник 5 питания, соединенный с истоками МДП-транзисторов 1-4, общие точки стоков МДП-транзисторов l 2 и 3,4 соединены с пер- 20 вой и второй вершинами измерительной диагонали моста соответственно, затворы МДП-транзисторов 1 и 2 соединег ны с общей точкой стоков МДП=.транзисторов 3 и 4. Затвор р-канального МДПтранзистора 3 соединен с клеммой
"минус" источника 5 питания, а затвор . и-канального МДП-транзистора 4 соединен с клеммой "плюс" источника 5 питания.
Интегральный тензочувствительный элемент работает следующим образом. . В отсутствие деформации напряжение на стоках МДП-транзисторов 3 и 4 практически равно половине напряжения питания. При деформации напряжение на 35 этих стоках изменяется на величину
Е 0 0,75Š— U рор.р
ДП„= A
2 1 + 0 Ов5E Бпо .п (1 ) 4О где А — коэффициент, зависящий от тензочувствительности МДПтранзисторов 1-4 и механического напряжения;
Ф.
Š— напряжение источника 5 питания;.
М вЂ” отношение крутизны характеристик МДП-транзисторов 1-4;
Uð „ вЂ” пороговое напряжение МДПтранзистора 4 с и-каналом;
Uä0 — пороговое напряжение МДПтранзистора 3 с р-каналом.
Зто изменение напряжения усиливается инвертором из МДП-транзисторов 1 и 2 и суммируется с изменением его
55 выходного напряжения при деформации.
Следовательно, напряжение на выходе тензочувствительного элемента описы.вается выражением
М = Ц(1 +K) + ДП, (2) где К вЂ” коэффициент усиления инвер,тора;
АU — изменение выходного напряжения инвертора при деформации при постоянном напряжении на входе.
Изменение напряжения на выходе инвертора. со 100-процентной. обратной отрицательной связью описывается выражением с4
ДО=А - — — — — -(05E-U ) . 2(1 + ) ° lloyd vi ) (3) а выходное напряжение известного элемента
3() ДП2 (4)
Сравнение выражений (2) и (4) показывает, что различие величин выходных. напряжений предлагаемого и известного элементов обусловлено различием величин напряжений LU < и Д U
Рассмотрим отношение этих напряжений
gU Е 0,75Е -Про, 0 5Е Uno(n 5E "пор.л (5)
Очевидно, что обе дроби в выражении (5) больше единицы и (hU qÙ ) > 2, Таким образом, в предлагаемом интегральном тензочувствительном элементе повьш ается чувствительность за счет смещения рабочих точек МДП-транзисторов.
Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я
Интегральный тензочувствительный элемент, содержащий мостовую схему их МДП-транзисторов, источник питания, соединенный с истоками МДП-транзисторов, общие точки стоков первого и второго, третьего и четвертого
МДП-транзисторов соединены с первой и второй вершинами измерительной диагонали моста соответственно, затворы первого и второго МДП-транзисторов соединены с общей точкой стоков третьего и четвертого МДП-транзисторов, отличающийся тем
У что, с целью увеличения чувствительности за счет смещения рабочих точек
МДП-транзисторов, затвор третьего р-канального МДП-транзистора соединен с клеммой "минус" источника питания, а затвор четвертого и-каналь" ного МДП вЂ транзисто соединен с клемlt 1I мои плюс источника питания.
