Датчик давления

(51) ИСАНИЕ И ЕТЕНИ СВИДЕТЕЛ ЬСТВ К АВТОРСКО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Пензенский политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССРМ 1627870, кл. 0 01 1 9/04, 29.04.1987.(57) Изобретение может быть использованодля измерения давления с повышенной точ-ностью в условиях действия нестационарных температур. Датчик давления содержиткорпус, мембрану, соединенную со стержИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения давления в условиях действия нестационарных температур измеряемой среды,Цель изобретения - повышение точности в условиях воздействия термоудара и повышение технологичности.На фиг. 1 изображена конструкция предлагаемого датчика; на фиг. 2 - расположение тензорезисторов на стержневом уп ругом элементе.Датчик давления содержит корпус 1 и воспринимающую давление мембрану 2, соединенную со стержневым упругим элементом 3. На плоской грани 4 стержневого упругого элемента 3 (см. фиг. 2) по интегральной технологии сформирована мостовая измерительная цепь из тензорезисторов 5 - 8. Тензорезисторы 5 и 8 установлены по краям грани параллельно 3, на котором усзорезисторы 5 и и тензорезистоцентре плоской и 7 установлены ак, что один их продольныхтенконцом продоль- В этом случае мающие дефордятся в условиях, ы по длине упрук разбалансу мои.2 ил,невым упругим элементом тановлены продольные тен 8 по краям плоской грани 4 ры 6 и 7, размещенные в грани. Тензорезисторы б под углом и размещены т конец совмещен с центром зорезисторов, а другой - с ных тензорезисторов. тензорезисторы, восприни мацию разного знака, нахо когда градиент температур гого элемента не приводит стовой измерительной цеп оси стержневого упругого элемента иобразуют два противоположных плеча моста. Тензорезисторы 6 и 7 установлены под угааА лом а =. аГС СОВ- к тензорезисторам 5 и 8, где а - длина тензорезисторов 5 и 8, Ь - , а длина тензорезисторов 6 и 7, установлен- ф нмх под уклона, При атом один конец каж-к дого тензорезистора б и 7 совмещен с, О центром тензорезистров 5 и 8, а другой конец каждого тензорезистора 6 и 7 - с концом тензорезисторов 5 и 8, Сопротивления тензорезисторов 5-8 равны.В случае, когда длины тензорезисторов - й 5, 8 и б, 7 равны, т.е, а = Ь (как в рассматриваемом примере на фиг, 2), угол а = агссоз 1/2 = 60 О, Датчик работает следующим образом. При подаче измеряемого давления на воспринимающую мембрану 2 (см. фиг, 1) последняя преобразует давление в силу, ко1714395 40 45 50 55 торая- передается стержневому упругому элементу 3. Стержневой упругий элемент 3 испытывает деформацию, вместе с ним и тензорезисторы 5-8 (тензорезисторв 5, 8 - положительную деформацию, а тензорезисторы 6, 7 - отрицательную),Вследствие этого на выходе мостовой измерительной цепи появляется сигнал, пропорциональный измеряемому давлению. При работе датчика в условиях действия стационарных температур измеряемой среды по длине стержневого упругого элемента возникает градиент температуры. Причем, как известно, если в условиях действия стационарных температур характер распределения температуры по длине практически линейный, то в условиях действия нестационарных температур характер распределения нелинейный. В любом случае изменение сопротивлений тензорезисторов 5 и 8 в момент температурного воздействия одинаковы, а их концы расположены на одинаковом расстоянии от мембраны.В мостовой измерительной цепи датчика изменения сопротивлений тензорезисторов 5 и 8 складываются, так как они включены в противоположные плечи.Для того, чтобы на выходе мостовой измерительной цепи не появлялся ложный сигнал (не возникала температурная погрешность), суммы изменений сопротивлений от температуры противоположных плеч моста должны быть равны. Это достигается благодаря установке тензорезисторов 6 и 7 под углом а = агссоз а/2 Ь к тензорезисторам 5 и 8, При этом первые половинки тензорезисторов 5 и 8 имеют одинаковые температурные условия с тензорезистором6, а вторые половинки тензорезисторов 5 и8 - одинаковые температурные условия стензорезистором 7,5 При этом эффект достигается при любом характере распределения температурыпо длине стержневого упругого элемента.Изобретение позволяет повысить точность, упростить конструкцию и повысить10 технологичность,Формула изобретения Датчик давления, содержащий корпус, вкотором выполнена за одно целое с ним 15 мембрана, контактирующая со стержневымупругим элементом, на плоской грани которого закреплены соединенные в измерительный мост тензорезисторы, два из которых расположены по краям грани вдоль 20 оси стержневого упругого элемента, а двадругих, включенных в противоположные плечи моста, - в центральной части грани, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности в условиях действия 25 термоудара и повышения технологичности,в нем первый тензорезистор, расположенный в центральной части. грани, ориентирован под углом от конца первого тензорезистора, расположенного по краю 30 грани к середине второго тензорезистора,расположенного по другому краю грани, а второй тензорезистор центральной части ориентирован параллельно первому тензорезистору от середины первого тензорези стора, расположенного по краю грани, кконцу второго тензорезистора, расположенного по другому краю грани..Слюсаревентал Корректор О. Кравцова оставител ехред М.М едактор Т.Ив Тираж Подписноенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 3035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5Заказ 684 ВНИИПИ Государст роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10