В книге рассмотрены характеристики и эксплуатационные свойства миниатюрных высокочувствительных полупроводниковых тензодатчиков, разработанных в нашей стране и за рубежом.
Описаны физические принципы создания полупроводниковых тензодатчиков, даны основные сведения по технологии изготовления датчиков, приведены их параметры и характеристики. Рассмотрено влияние температуры, нагрузки и других факторов на свойства тензодатчиков. Сформулированы специфические требования, предъявляемые к измерительным схемам, и приведены примеры возможных схем.
Определена область целесообразного применения полупроводниковых тензодатчиков и приведены примеры их использования.
Книга предназначена для широкого круга инженеров и техников, работающих в области измерений неэлектрических величин.
ПРЕДИСЛОВИЕ
В последние годы в нашей стране и за ^рубежом резко возрос интерес к полупроводниковым тензодатчикам. Их разработкой и изучением свойств занимаются как специализированные фирмы («Балдвин — Лима — Гамильтон», «Кьюлайт байтрекс», «Майкро-системс» и др.) в США, так и ряд организаций (Институт полупроводников им. Иоффе, Московский энергетический институт, НИКИМП, Институт машиноведения, Новосибирский электротехнический институт и др.) в нашей стране.
Причины, вызвавшие столь бурное развитие полупроводниковой тензометрии, кроются в новых широких возможностях, которые открывают полупроводниковые тен-зодатчики для экспериментаторов, работающих в области исследования прочности материалов и конструкций, для конструкторов сверхминиатюрных преобразователей механических величин (силы, давления, момента и т. д.) электрические сигналы.
Основными свойствами полупроводниковых тензо-атчиков, отличающими их от проволочных и фольговых ензодатчиков, являются весьма малые размеры, очень ысокая тензочувствительность (на два порядка выше, ем у проволочных датчиков), высокий уровень выход-ого сигнала измерительных схем, делающий ненужными ложные, громоздкие и дорогие усилители. Важнейшей собенностью полупроводниковых тензодатчиков являет-я возможность изменять в широких пределах их меха-ические и электрические свойства, что принципиально еосуществимо в проволочных датчиках. Например, при >дних и тех же размерах сопротивление полупроводни-ового датчика может лежать в пределах от 100 ом до ' ком, а коэффициент тензочувствительности — от -ЮО до +200.
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие ............. 3
Глава первая. Физические основы создания полупровод^
никовых тензодатчиков .......... 6
1. Кристаллографическая структура полупроводников. Основные понятия и определения ....... 6
2. Электропроводность полупроводников ..... 10
3. Тензоэффект в полупроводниках...... 14
Глава вторая. Технология изготовления полупроводниковых тензодатчиков .......... 26
4. Вырезание датчиков из монокристалла в виде бруска 26
5. Присоединение выводных проводов..... 29
6. Другие способы изготовления тензодатчиков ... 35
Глава третья. Характеристики полупроводниковых тензодатчиков .............40
7. Общие замечания ..........40
8. Зависимость относительного изменения сопротивления
от деформации...........41
9. Характеристики тензодатчиков при различных температурах .............48
10. Влияние тепловых процессов в полупроводниковых тен-зодатчиках на точность измерений......54
Глава четвертая. Измерительные схемы для полупроводниковых тензодатчиков ......... 70
11. Общие замечания ..........70
12. Основные соотношения для неуравновешенной мостовой схемы .............72
13. Расчет параметров мостовой схемы с тензодатчиком
в одном плече...........79
14. Мостовая схема с тензодатчиками в двух—четырех плечах 91
15. Измерительные схемы с питанием от источников тока 96
16. Схема импульсного питания измерительного моста . 98
17. Схема для преобразования деформации в последова-
тельность электрических импульсов......101
117
Глава пятая. Применение полупроводниковых тензодат-
чиков ..............Ю5
18. Технические характеристики отечественных и зарубежных полупроводниковых тензодатчиков .... 105 19. Примеры применения полупроводниковых тензодатчиков .............|09
Литература............. 115
Цена: 150руб.
