Датчик давления

(55 6 01 1 9/04 И ЗС ВРЕТЕ Н И ПИСАН услов ус- дней оре- еина их тегеднеос". а, ;чная 1 с о динены вмоГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССР ь 1627870, кл. С 019/04, 1987.(57) Изобретение может бьть использовано для измерения с поьышенной точность о быИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения быстропеременных высоких давлений в условиях действия повышенных температур.Целью изобретения является повышение точности в условиях воздействия термоудара и уменьшение габаритов,На фиг. 1 изображена конструкция предлагаемого датчика; на фиг. 2 - располо-, жение тензорезисторов на стержневом упругом элементе.Датчик давления содержит корпус 1, воспринимающую мембрану 2 и стержневой упругий элемент 3. На стержневол 1 упругом элементе (см, фиг. 2) пин 1 е ральной технологии сформированы ген зоруз:сори: 4 - 7 - в центральной части плоской грани и 8 и 9 - по краям. Тензорезисторы 4, 5 установлены в псперечном направлении так, что их середины расположены на расстоянии и стропеременных высоких давлении в виях термоудара. При работе датчика ловиях термоудара точка срс температуры концов четвертинок тен зисторов 8, 9 будет определяться сред тегральным значением температуры длине, Так как часть разностей среднеи ральных значений температуры и ср арифметических будет иметь знак "пл часть - "минус", то происходит част компенсац 1 я возникающсй погрешн п,)и сло кении составляющих, 2 ил.-1/8 гт.р, от концов тензорезисторов 8, 9, установленных в продольном направлении,а середины тензорезисторов 6, 7 - на расстоянии й = 3/8 Гу р от концов тензорсэисторов 8, 9, где б.р. - длина продольных тензорезисторов.Тензорезисторы 4 и 6, 5 и 7 имеют оу.,инаковые сопротивления, включены последовательно и являются частями составных тензорезисторов двух противоположных плеч моста,Тензорезисторы 4 - 9 объестовую измерительную цепь.Датчик работает следующим образом.При подаче измеряемого давления на воспринимающую мобрану 2 (сл;. фиг, ) последн:я преобразус даалс;иа г с;1;. у,о торая передается стержневому упруому элементу 3, Стержневой упругий элемент 3 испытывает деформацию, вместе с ним и тензорезисторы 4 - 9 (тензорезисторы 4 - 7- поперечную деформацию растяжения. атенэореэисторы 8, 9 - продольную деформацию сжатия). Вследствие этого на выходемостовой измерительной цепи появляетсясигнал, пропорциональный измеряемомудавлению,При работе датчика в условиях стационарных температур, когда температура измеряемой среды значительно отличается оттемпературы окружающей среды, по длинеупругого элемента будет иметь место градиент температуры, при этом распределениетемпературы в установившемся режимепрактически линейно,Благодаря тому, что продольные тензореэисторы 8 и 9 имеют одинаковую длину (иодинаковое сопротивление). а их концы расположены на одинаковом расстоянии отмембраны, они находятся в одинаковыхтемпературных условиях. Изменения сопротивлений этих тензорезисторов равны.В мостовой измерительной цепи датчика изменения сопротивлений тензорезисторов 8 и 9 складываются (так как онивключены в противоположные плечи мостовой измерительной цепи и имеют одинаковый знак).Для того, чтобы на выходе мостовой измерительной цепи не появлялся ложный сигнал (не воэн.;кала емпеоатурнаяпогрешность), тр буетя, чтобы суммы изменений сопротивлений противоположныхплеч от температуры были одинаковыми.Это можно получить установкой тензорезисторов 4 - 7 в точках средних температур четвертинок тензореэисторов 8 и 9.Эти точки имеют координаты по длинепродольных тензорезисторов; 1/8 б,р,3/8 у.р., 5/8 т,р, и 7/8 т.р. При установке тензорезисторов 4 - 7 указанным образом, как сделано в конструкции, тенэореэисторы 4 и 5 оказываются на расстоянии и = 1/ОЬ.р а тенэореэисторы 6 и 7 - на расстоянии й - 3/8 Ь.р, от концов продольных тензореэисторов 8 и 9,Таким образом, в случае линейного распределения температуры по длине стержневого упругого элемента будет происходить полная самокомпенсация температурной погрешности, обусловленной наличием градиента температуры,При работе датчика в условиях действиянестационарных температур будет такжеиметь место градиент температуры по длине стержневого упругого элемента, но при5 этом распределение температуры (в моменттермоудара) будет нелинейном.В этом случае: точка средней температуры концов четвертинок тензорезисторов 8и 9 будет определяться среднеинтеграль 10 ным значением температуры на их длине ине .совпадать со среднеарифметическимзначением температуры. В результате возникает погрешность, пропорциональнаясумме разностей .среднеинтегральной и15 среднеарифметической температур концовчетырех четвертинок продольных тенэорезисторов,Так как часть разностей среднеинтегральных значений температуры и среднеарифметических будет иметь знак "плюс", а20 часть - "минус", то происходит частичнаякомпенсация возникающ:й погрешностипри сложении составляющих.Применение изобретения позволяет повысить точность эа счет уменьшения темпе 25 ратурной погрешности. Температурнаяпогрешность снижается до 1 - 3;, Тем самым повышается достоверность получаемой информации.Форм фла изобретения30 Датчик давления, содержащий корпус свыполненной за одно целое с ним мембраной, контактирующей со стержневым упругим элементом, на плоской грани которогозакреплены соединенные в измерительный35 мост тензорезисторы, два из которых расположены по краям грани вдоль оси стержневого упругого элемента, а два других,включеннь х в противоположные плечи моста, - в центральной части симметрично от 40 носительно концов .первых двух,тензорезисторов и перпендикулярно им, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности в условиях воздействия тсрмоудара и уменьшения габаритов, в нем45 тензореэисторы центральной части гранивыполнены составными иэ двух частей каждый, при этом составные части тензорезисторов расположены параллельно однаотносительнодругой на расстоянии, равном50 четверти длины тензореэистора. расположенного по краю грани.1707489 оставитель О.Слюсаех ред 1 Л. Мооге нтал Корректор Т,Палий едактор Т.Ивзнсва ород, ул.Гагарина, 101 изводственно-издательский комбинат "Патен аказ атос ВНИИПИ Гос Тирагк енного комите13035, Москва Подписноепо изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР