Датчик давления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9)оз 6 01 1. 9/04 И те ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗС) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССРЛЬ 1377633, кл. 6 019/04, 1986.(57) Изобретение может быть использованодля измерения с повышенной точностью быстропеременного и статического давленияжидких и газообразных сред при нестационарном температурном режиме работы (при Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам дистанционного измерения давления, и может быть использовано в датчиках для измерения быстропеременного и статического давления жидких и газообразных сред при нестационарном температурном режиме работы (при термоударе), например при измерении давления в топливно-энергетических системах двигателей внутреннего сгорания и т.п.Цель изобретения - повышение точности измерения за счет уменьшения температурной погрешности при воздействиирмоудара и увеличения чувствительности.На фиг,1 показана конс 1 рукция тензорезисторного датчика давления; на фиг.2 - рэсположение тенэорезисторов на мембране (топология); на фиг.3 - измерительная схема.Устройство включает корпус 1, мембрану 2, выполненную заодно со штуцером 3. На мембране 2 образованы два измерительтермоударе). Датчик давл корпус, мембрану, два изме та, имеющих одинаковую то положенных на диэлектриче нанесенной на мембрану, П гия одного моста является э бражением топологии друг мосте по два тенэорезист ложных плеч покрыты слоем крывающим поверхность тензорезисторами, причем в тельном мосте покрыта пара зоре зисторов, а в др радиальных, 3 ил,ения содержит рительных моспологию и расской подложке, ри этом тополоеркальнцм. отоого и в каждом ора противопокремния, перезанимаемую одном измериокружных тенугом - пара ых моста, один - .из тензореэисторов -7, другой - из тензорезисторов 8-11. Тензорезисторы 4 и 6 покрыты слоем кремния 12, а тензорезисторы 9 и 11 - слоем кремния 13. Контактные площадки 14 служатдля подключения входов измерительных мостов к источнику 15 питания, а также для подключения выходов измерительных мостов операционным усилителем (ОУ) 16 и 17, к выходам которых подключен блок 18 сложения (ВС),Датчик давления работает следующим образом,При подаче измеряемого давления через штуцер 3 на мембрану 2 последняя прогибается, тенэореэисторы 4-11 испытывают деформацию, а следовательно, изменяется их сопротивление, Вследствие этого на выходах измерительных мостов появляются сигналы, пропорциональные измеряемому давлению.При воздействии термоудара изменяются сопротивления тензорезистОров, а3 1571447 фд следовательно, изменяются выходные сигналы измерительных мостов. Ввиду того,чтотензорезисторы измерительных мостов установлены на попарно равном расстоянииот центра мембраны, причем топология первого моста является зеркальным отображением топологии второго, температура натенэорезисторах 4 и 8,5 и 9,6 и 10,7 и 11Имеет попарно одинаковое значение прилюбых тепловых возмущениях. Покрытиеслоем кремния в первом измерительном мо сте пары окружных тензорезисторов, а вовтором - пары радиальных приводит к тому,что тензорезисторы 4 и 8, 5 и 9, 6 и 10, 7 и11 имеют противоположные по знаку значения ТКС.В результате этого изменения выходных сигналов измерительных мостов оттемпературы одинаковы, но имеют противоположный знак.После суммирования усиленных в ОУ скоэффициентом К выходных сигналов с первого и второго измерительных мостов навыходе БС получают удвоенный выходнойсигнал от давления и практически нулевое(скомпенсированное) изменение выходногосигнала от температуры,Кроме того, при покрытии тензореэисторов слоем кремния от 0,05 до 0,1 мкмувеличивается чувствительность датчика. Это объясняется возрастанием коэффициента тензочувствительности тензорезисторов до величины 4-5 (тонкопленочные тензорезисторы, не покрытые слоем крем ния, имеют коэффициент тензочувствительности от 2 до 3) за счет возрастания роли изменения удельного сопротивления материала при изменении его физических свойств.10 Формула изобретенияДатчик давления, содержащий корпус,мембрану с диэлектрической подложкой на ее поверхности, окружные и радиальные тензорезисторы, соединенные в два изме рительных. моста одинаковой топологии изакрепленные на диэлектрической подложке, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности эа счет уменьшения температурной погрешности при воэдейст вии термоудара и увеличения чувствительности, в нем измерительные мосты расположены симметрично относительно центра мембраны, а топология одного измерительного моста является зеркальным ото бражением другого, причем в каждом мостепо два тензореэистора противоположных плеч покрыты слоем кремния, при этом в одном измерительном мосте покрыта пара окружных тенэореэисторов, а в другом - пара радиальных.1571447 Составитель О,Слюсаревехред М.Моргентал Корректор ка едактор А.Долин Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 Заказ 1506 Тираж 470 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5