Полупроводниковый частотный преобразователь усилий
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
IC ПАТЕНТУ
Комитет Российской Федерации по патентам н товарным знакам (21) 4937699/1 0 (22) 10.0491 (48) 16.11.93 Бюл. Nu 41-42 . (75) Заседателев B,Ñ„Çàñåäàòåëåâ С.M.; Куренков
В.В„Шелковый И,В. (73) Заседателев Владимир Сергеевич (64) ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ЧАСТОТНЫЙ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УСИЛИЙ (67) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в частотных датчиках усилий. Преобразователь содержит резона(19) RU (11) 2ООЗО62 С1 (51) 5 О О1 L 1 1Î тор 1 изгибных колебаний, выполненный за одно целое с элементами крепления из монокристаллического материала и образованный прорезями 2 в опорной рамке 3, имеющей углубление 7. Контактные площадки 10 соединены с тензометрическим мостом 6 и с электродами возбуждения 8, 9, соединенными полупроводниковым слоем. С целью увеличения добротности резонатор 1 изгибных колебаний прикрыт с обеих сторон пластинами 4, 6, обеспечивающими работу резонатора в вакууме. 2 ил.
2003062
Изобретение относится к измеритель11ой технике, à именно к высокоточному измерению усилий с помощью частотных
l1иниатюрных полупроводниковых преобразователей.
Извес гний полуп роводниковый частотный преобразователь усилий содержит пласти11чатый резонатор иэгибных колебаний, образованный в опорной рамке двумя прорезями, параллельными его продольной пс«, и выполненный за одно целое с элементами крепления из монокристаллического материала, На резонаторе расположены зламе11ты возбуждения колебаний (нагреваельные резисторы, элементы Пельтье, пье10элементы и др,), соединенные с элок родами возбуждения, и тензометрический мост, соединенный с электродами съелва кОлебании, К недостаткам известного преобразователя от1юсится некоторая потеря энергии
10лебаний в связи с демпфированием колеб>алий окружающей средой и, как следствие
; 10i 0, 01раничен1 1ая доброт110сть 11 000ТВРТ01веlill0 ГочнОсть датчика.
Цель изобретения — повышение добротности резонатора колебаний, Для этого пластинчатый резонатор изгибэнык колебаний, выполненный в опорной рамке иэ монокристаллического материала, с 1эасположениыл1и на нем электродами возбуждения и тензометрическим мостом закрыт сверху и снизу специальными пластинами из того же монокристаллического маериала, закрепленными на опорной рамка с образованием вокруг пластинчатого резонатора вакуумированнои полости. В результате, пластина резонатора,герметиэирооанная двумя дополнительными пластинами от окружающей среды, в процессе колебаний
IIe:ìTðà÷èвает лишней энергии на преодоление сопротивления окружа1ощей среды (которая может быть и жидкой), и эа счет этого обеспечивает увеличение добротности резонатора колебаний, На фиг.1 представлена конструктивная схема полупроводникового частотного преФормула изобретения
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ЧАСТОТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УСИЛИЙ, содержащий выполненный в опорной рамке пластинчатый резонатор изгибных колебаний с расположенными на нем электрода.ми воэбу>кдения и тенэометрическим мостом, выводы которого и выводы электродов возбуждения соединены с соответобразователя усилий; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1.
Преобразователь содержит резонатор 1 изгибных колебаний, образованный прорезями 2 в опорной рамке 3, имеющей углубление 7 и две пластины 4 и 6-из того же монокристаллического материала. прикрепленные сверху и снизу к бпорной рамке 3 и герметизирующие предварительно вакуу10 мированный резонатор 1.!(онтактные площади 10 соединены с тенэометрическим мостом 5 и с электродами возбуждения О и
9, соединенными полупроводниковым слоем. Элементы, находящиеся под пластиной
4, на фиг.1 показаны условно пунктиром.
Частотный преобразователь усилий работает следующим образом.
Опорная рамка 3, обладающая упругими свойствами, закреплена в специальном
20 корпусе или непосредственно на обьекте измерения (закрепление опорной рамки на фиг.1 показано в виде штриховки). При пропускании через электроды 8 и 9 импульсного тока с частотой следования импульсов, равной собственной - астоте колебаний пластинчатого резонатора 1, создается переменный градиент температуры в направлении, перпендикулярном er0 плоскости, а возникающие при э1ом термоупругие напряжения вызывают периодический изгиб пластины резонатора 1. При прило>кении к опор1гой рамке 3 поперечных усилий или момента (направление показано стрелками на фиг,1) деформируется резонатор 1, 35 что вызывает изменение его собственной частоты, В качестве детектора колебаний используется тенэометрический мост 5, частотный сигнал которого пропорционален действующему усилию.
40 Поскольку энергия колебаний резонатора практически не расходуется на преодоление сопротивления окружа1ощей среды (газа, жидкости), добротность резонатора повышается, а с повышением добротности резонатора колебаний улучшается точность преобразователя. (56) Авторское свидетельство СССР
N. 5761. >18, кл. 6 01 1 1/10, 1976, ствующими контактными площадками, расположенными на опорной рамке, отличающийся тем, что, с целью повышения добротности миниат1орных полупроводниковых частотных преобразователей, в него введены две пластины, закрепленные на опорной рамке в области пластинчатого резонатора с образованием вокруг него вакуумированной полости.
Тираж Подписное
НПО "Поиск" Роспатента
113035, Москва, Ж 35, Раушскал наб„4/5
Заказ 3229
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Составитель 8. Заседателев
Редактор H. Сильнягина Техред M,Ìîðãåíòàë корректор А. Козориз
