G - Physics – 01 – L
Patent
G - Physics
01
L
G01L 9/06 (2006.01) G01L 9/00 (2006.01)
Patent
CA 2207020
The object of this invention is to eliminate long-term transient behavior upon electrical excitation of polycrystalline silicon and provide electrical excitation with a minimal stabilization period and utilizing micro-power consumption. This invention comprises an electronic excitation circuit for a polycrystalline silicon sensor that detects the pressure of a process flow. The sensor consists of polycrystalline silicon piezoresistors (22) deposited onto a polycrystalline silicon sensing diaphragm (14) having a dielectric layer (18) interposed in between. Electrical excitation of the piezoresistors is accomplished by an alternating electrical waveform having a constant amplitude of less than 10 volts and at a frequency of less than 100k Hz. The waveform is applied to a first input terminal (40a) of a Wheatstone bridge with an opposite polarity to a second input terminal (40b) of the bridge. The resultant voltage difference between the output terminals is used to detect an imbalance in the electrical resistors induced by applied pressure. The voltage level and frequency range chosen is such that the circuit utilized approximately 1 mW of power.
Le but de l'invention est d'éliminer un comportement transitoire à long terme quand un silicium polycristallin est soumis à une excitation électrique et à produire une excitation électrique, dont la période de stabilisation et la consommation de puissance sont réduites au minimum. L'invention concerne un circuit d'excitation électronique pour un capteur en silicium polycristallin qui détecte la pression dans un déroulement de processus. Ce capteur est constitué par des capteurs piézorésistifs en silicium polycristallin (22) déposés sur une membrane de détection en silicium polycristallin (14), une couche diélectrique (18) étant interposée entre lesdits capteurs et ladite membrane. L'excitation électrique des capteurs piézorésistifs s'effectue au moyen d'une onde électrique de courant alternatif possédant une amplitude constante inférieure à 10 volts et une fréquence inférieure à 100 kHz. L'onde est appliquée à une première borne d'entrée (40a) d'un pont de Wheatstone présentant une polarité opposée à celle d'une deuxième borne d'entrée (40b) du pont. On utilise la différence de tension obtenue entre les bornes de sortie afin de détecter un déséquilibre dans les résistances électriques provoqué par la pression appliquée. Le niveau de tension et la plage de fréquence sélectionnés sont tels que la puissance utile du circuit est d'environ 1mW.
Fung Clifford D.
Mchale Edward J.
Invensys Systems Inc.
Riches Mckenzie & Herbert Llp
The Foxboro Company
LandOfFree
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Profile ID: LFCA-PAI-O-1576855