Тензорезисторный датчик давления и способ его настройки

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при настройке тенэорезисторных датчиков давления, изготовленнь;х по металлопленочной и полупроводниковой технологии.Цель изобретения - повышение точности за счет уменьшения температурной погрешности чувствительности датчика,На чертеже изображен тенэорезисторный датчик давления,Датчик давления содержит цилиндрическую часть упругого элемента (УЭ) 1, мембраны 2, основание 3, термокомпенсационное кольцо (ТК) 4, тензосхемы 5,Датчик давления работает следующим образом,При подаче давления на мембрану 2 последняя деформируется и тензорезисторы 5, соединенные в мостовую измерительную схему, вырабатывают выходной сигнал,Для реализации способа калибруют настраиваемый датчик в нормальных температурных условиях, снимают выходную характеристику при повышенной температуре (например +200 С), определяют величину и знак температурной погрешности чувствительности датчика (ТПЧД) ЛОь На цилиндрическую часть УЭ 1 по горячей посадке на произвольном расстоянии от центра основания 3 устанавливают ТК 4. Материал ТК зависит от знака ТПЧД. При положительной ТПЧД материал ТК выбирают с меньшим ТКЛР, чем ТКЛР материала УЭ, при отрицательной - с большим, Затем снимают выходную характеристику датчика при повышенной температуре и определяют значение ТПЧД с ТК (ЛО), По полученным данным ЛО 1 иЛ Ок 1 определяют точное положение ТК относительно середины толщины основания 1 по представленному соотношению и устанавливают ТК на этом расстоянии. Для более точной настройки все операции повторяются,Сущность способа настройки заключается в следующем,Чувствительность датчика давления зависит от величины натяга мембраны - с возрастанием натяга уменьшается чувствительность, От изменения величины натяга изменяется величина радиальных усилий в мембране, которые изменяют жесткость в мембране. Натяг обеспечивается в устройстве (см, чертеж) зд счет передачи радиального усилия от ТК через основдние на мембрану, Изменение натяга, а следовательно, изменение чувствительности датчика от температуры, выражается через5 10 15 разность ТКЛР УЭ и ТК, а также соотношения расстояний от мембраны до середины толщины основания и от середины толщины основания до ТК,Величина изменения натяга, а следовательно, величина изменения чувствительности датчика (термокомпенсации), регулируется путем перемещения кольца вдоль цилиндра ЧЭ, за счет изменения отношения расстояний приложения усилия.Способ настройки тензореэистивного датчика давления позволяет по величине изменения предельного выходного сигнала в зависимости от температуры с достаточной точностью определить место установки ТК, в результате чего температурная погрешность уменьшается почти на порядок,20 25 30 35 40 45 50 55 Формула изобретения1, Тенэорезисторный датчик давления, содержащий корпус в виде полого цилиндра с основанием, в котором выполнена за одно целое с ним мембрана, на которой закреплены тензорезисторы, соединенные в мостовую измерительную схему, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения температурной погрешности чувствительности, в него введено термокомпенсационное кольцо, которое установлено с натягом на цилиндре корпуса, причем кольцо выполнено из материала с температурным коэффициентом ли-, неиного расширения (ТКЛР) отличным от ( ТКЛР материала корпуса,2, Способ настройки тенэорезисторного датчика давления, включающий определение температурной погрешности чувствительности ЛО датчика и изменение натяга мембраны, о т л и ч д ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения температурной погрешности чувствительности датчика, до измерения температурной чувствительности замеряют расстояниемежду серединой основания цилиндра корпуса и термокомпенсационным кольцом, а затем после замера температурной погрешности чувствительности ЛОк 1 изменяют натяг мембраны путем смещения кольца на величину Л, определяеЛО,мую из соотношения Л = 1, причем материал термокомпенсационного кольца выбирают с меньшим ТКЛР, чем ТКЛР материала корпуса при положительной температурной погрешности чувствительности датчика, и с большим - при отрицательной,