Датчик давления

/04 я 5 6 0 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ния чувствительности в тензорезисторном датчике давления,.содержащем корпус, упругий элемент в виде круглой жестко защемленной мембраны, на которой расположены тензорезисторы, размещенные по дуге окружности и по радиусу мембраны и выполненные в виде идентичных тензоэлементов, равномерно размещенных по периферии мембраны, местоположение и параметры тензоэлементов выбираются из представленных соотношений, при этом радиальные и окружные тензорезисторы расположены в зонах, где температура и ее изменение полностью идентичны, а деформации максимальны, 2 ил. ы идентичных тензоэлементов 7. одна дуга тензоэлемента распологранице 8 раздела мембраны и основания, Другая дуга тензоэлесположена на окружности 9, ик давления работает следующим мембран При этом жена на опорного мента раДатч образом При воздеис в ней возникают ные напряжени лению на план радиальных и та см. фиг, 2). Так ры выполнены в тоположение выбраны исходя шений, тензоэл вергается воз тангенциальны ных вдоль длин деформаций, н лярно длине ре О СО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ Р 1) 4604703/10(71) Пензенский политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССР(57) Изобретение относится к измерительной техникеи может быть использовано дляизмерения давлений в условиях нестационарных температур и термоудара. С цельюповышения точности в условиях термоудара, увеличения нагревостойкости и повышеИзобретение относится к измерительной технике, в частности к датчикам, предназначенным для использования в различных областях науки и техники, связанньх с измерением давления в условиях воздействия нестационарной температуры измеряемой среды (термоудара).Целью изобретения является повышение точности в условиях действия термоувдара, увеличение термостойкости и чувствительности.На фиг. 1 изображен общий вид датчика давления; на фиг. 2 - фрагмент датчика.Датчик давления содержит корпус 1, упругий элемент в виде круглой мембраны 2, выполненной за одно целое с опорным основанием 3, на которой расположены соединенные в мостовую схему тензорезисторы. Окру.кные тензорезисторы 4 и радиальные тензорезисторы 5 выполнены в виде соединенных низкоомными перемычками 6 и равномерно размещенных по периферии твии на мембранудавления радиальные и тангенциалья, которые приводят к появарной стороне мембраны нгенциальных деформаций как окружные тензорезистовиде тензоэлементов, меси параметры которых из представленных соотноемент (см. фиг. 2, узел) поддействию растягивающих х деформаций, направлены резистора, и сжимающих аправленных перпендикузистора. В результате воздействия таких деформаций сопротивление тензорезистора увеличивается. Вследствие аналогичных причин тензоэлемент радиального тензорезистора (см. фиг, 2 узел И) подвергается воздействию растягивающих тангенциальных деформаций, направленных перпендикулярно длине резистора, и сжимающих радиальных деформаций, направленных вдоль длины резистора, В результате воздействия таких деформаций сопротивление тензоэлемента радиального тензорезистора уменьшается, В связи с тем, что окружные и радиальные тензорезисторы выполнены е виде последовательно соединенных низкоомными перемычками и равномерно размещенных по периферии мембраны идентичных тензоэлементов, то, во-первых, изменение сопротивления окружных и радиальных тензореэисторов равно сумме изменений сопротивлений соответствующих тензоэлементов, а во-вторых, изменения сопротивлений соответствующих тензоэлементов равны между собой.Увеличение сопротивлений противоположно включенных окружных резисторов и уменьшение противоположно включенных радиальных резисторов преобразуются мостовой схемой в электрический сигнал, который поступает на выходные контакты датчика. При воздействии нестационарной температурь 1 измеряемой среды (термоудара) вследствие различных термических сопротивлений сравнительно тонкой мембраны и массивного спорного основания на мембране возникает неравномерное поле температур. В связи с тем, что параметры тензоэлементов радиальных и окружных тензорезисторов одинаковы, а все тензоэлементь 1 с наружной стороны ограничены границей раздела мембраны и опорного основания, а с внутренней стороны - окружностью, равноудаленной от границы раздела мембраны и опорного основания, то, несмотря на нестационарный характер изменения температуры на планарной стороне мембраны, среднеинтегральная температура трапеций окружных и радиальных тензорезисторов, изменяясь со временем, одинакова в каждый конкретный момент времени, Одинаковая температура радиальных и окружных тензорезисторов в каждый конкретный момент времени вызывает одинаковые изменения сог 1 ротивлений тенэореэисторов, которые вследствие включениятензорезисторов в мостовую схему взаимно компенсируются,Преимуществом датчика давления является повышение точности в условиях воз действия нестационарной температуры измеряемой среды за счет полной идентичности температуры и ее изменения при температуре в зоне размещения и радиальных и окружных тензорезисторов, Другим пре имуществом конструкции является увеличение термостойкости за счет идентичности и минимизации термических сопротивлений зон размещения радиальных и окружных тензорезисторов, а также их отдельных эле ментов, Причем повышение термостойкости достигнуто при тех же конструктивных материалах.Преимуществом конструкции являетсятакже повышение чувствительности за счет 20 размещения радиальных и окружных тензорезисторов в зоне максимального измене. ния радиальных деформаций, а также за счет суммирования воздействия радиальных и тангенциальных деформаций. 25 Формула изобретенияДатчик давления, содержащий корпус, мембрану радиуса г 1 с утолщенным периферийным основанием и закрепленные на планарной стороне мембраны и соединенные Ю низкоомными перемычками в мостовую схему окружные и радиальные тенэорезисторы, выполненные в виде тензоэлементов, соединенных последовательно другими низкоомными перемычками, причем каждый 35 тенэоэлемент ограничен с одной стороны внешней дугой, расположенной на радиусе г, мембраны и с другой стороны внутренней дугой, расположенной на радиусе г 2, который определен из соотношения г 20,8 г, при этом 40 боковые стороны каждого тензоэлемента выполнены прямыми, соединяющими концы внешней дуги с соответствующими концами внутренней дуги, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что, с целью повышения точности в условиях 45 действия термоудара, увеличения термостойкости и чувствительности, в нем расстояние Ь между концами внутренней дуги тензоэлемента выбрано из соотношения 2.С 2 -г 2 г 1гдео - расстбяние между концами внешней дуги тензоэлемента,1760408 Корректор М,Рндрушен едакто ри ГКН изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Составитель О.СлюсароТехред М.Моргентал Заказ 3181 Тираж Под ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и 113035, Москва, Ж. Раушская наб