Тензометрический преобразователь

(11) 60 ИЗ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зове боеетскнкСоциалистических Республик 61) Дополнительное к авт. свид-ву22) Заявлено 16,06.76 (21) 2372739/18-10с присоединением заявки23) Приоритет.Кл,26 01 Государственный комите Совета Министров ССС юллетеньания 05.05.78 537.787.9(72) Авторы изобретени вител ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ 21 Лбах Лба 2 Я,где Йноестор(45) Дата опубликования Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при конструировании датчиков давления, силы, ускорения. Известны тензометрические преобразователи, содержащие тензорезисторы, 5 соединенные в мостовую схему, и элементы балансировки, Балансировку осуществляют шунтированием плеч мостовой схемы резистором балансировки 11. Недостаток этих тензометрических преобразователей обусловлен тем, 10 что необходимо применять значительные по величине балансировочные резисторы и поэтому размещать их в удалении от чувствительного элемента.Известен тензометрический преобразова тель, в котором тензорезисторы и балансировочные резисторы размещены непосредственно на чувствительном элементе 2. Недостаток этого преобразователя в том, что тензорезисторы и балансировочные резисторы изго товлены из разных материалов. Это существенно уменьшает точность датчика, за счет большой температурной погрешности.Целью изобретения является повышение точности и уменьшение габаритов преобра зователя. Указанная цель достигается за счет того, что в тензометрическом преобразователе активные резисторы разделены на две неравные части, сопротивление меньшей из которых равно, например, 30 где Рн, Яшах, Рш 1 п - номинальное, макси. мальное и минимальное значения сопротивления резистора, и включено параллельно резистору балансировки.На чертеже показан предлагаемый тензометрический преобразователь.Преобразователь содержит тензорезисторы 1 - 6, соединенные в мостовую схему. Два плеча 5, 4 и 2, 6 схемы выполнены составными из двух частей каждое. Тензорезисторы 5, б значительно меньше, чем тензорезисторы 1, 2. Шунтируются тензорезисторы 5, 6 дополнительными резисторами балансировки 7, 8, сопротивление которых может изменяться известным способом, например перерезанием закорачивающих перемычек,Выбор соотношения между большей и меньшей частями тензорезистора производится исходя из достижимой точности его выполнения, которая определяется технологией изготовления. Величина меньшей части определяется по формуле:3Особенно предпочтителен такой тензопреобразователь при выполнении его из полупроводниковых или пленочных тензорезисторов. Так, например, при выполнении тензопреобразователя из кремния с использованием диффузионных тензорезисторов достигаемая точность их выполнения доходит до 10%, при номинальном значении сопротивления 500 Ом. В этом случае меньшая часть тензорезисторов 5, 6 должна иметь сопротивление 220 Ом, а резистор балансировки должен позволять изменять сопротивление от 200 до 64,7 Ом с необходимой дискретностью. Величины балансировочного резистора сравнимы с сопротивлением меньшей части тензорезистора и могут быть вполне выполнены из того же материала без увеличения габаритов всего тензопреобразователя.При воздействии на преобразователь механической величины, например давления, силы или ускорения, силовой чувствительный элемент 9 деформируется, в результате чего изменяется сопротивление тензорезисторов 1 - 4, и на выходе тензометрического устройства появляется сигнал, соответствующий измеряе.мой величине.На основе предлагаемого тензопреобразователя была разработана конструкция полупроводникового датчика давления с мембраной из 60 И 31 кремния с диффузионными тензорезисторами и резисторами балансировки. Подгонка производилась дискретно путем перерезания перемычек, закорачивающих секции резистора ба лансировки, и обеспечила точность балансировки до 1% от выходного сигнала.Формула изобретенияТензометрический преобразователь, содержащий активные и балансировочные резисторы, соединенные в мостовую схему и нанесенные на чувствительный элемент, отл и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и уменьшения габаритов, активные резисторы разделены на две неравные части, сопротивление меньшей из которых равно2 Ри 1 -- "20 где Рь Ртах, Ртв - номинальное, максимальное и минимальное значения сопротивлениярезистора, и включено параллельно резисторубалансировки, выполненному из того же материала.25 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Хорн О. Тензометрические мосты. М.,Энергия, 1962, с. 74.2. Патент США3230763, кл. 73-141, 1966.аказ 505/7 ираж 1122 НПО Государственного Совета Министров по делам изобретений 13035,Москва, Ж, Рауш