Датчик деформаций

) Дополнительное к авт, саид-ву) Заявлено 01.07,75 (21) 2153980/10 0 соединением заявки осудврственный комитетСовета Министров СССРоо делам изобретенийн открытий 23) Приорите (43) Опублико (45) Дата опу Я) УДК 531,781.2 о 25.07,77.Бюллетень27 я 06.09.7088,8 иковання описани Авторыизобретени П, Вяткин,и Н, Л, Криворотов А Вилисо ибирский физико-технический ри Томском ордена Трудовоуниверситете им, В. В( 54) ДАТ ЦИ 1 изм рительнойано для Недостатком этого датчика является невысокая топясть измерения профиля деформаций, т, е, невысокая разрешающая способность по координате в заданном иаправленни, поскольку. датчик обладает чувствительностью к поперечной деформации, обусловленной расположением тензочувствительных элементов на поверхпостн подложки, атакже за счет больших размеров тензочувст, вительных элементов,Увеличение разрешающей способностипо координате в известном датчике м счетуменьшения размеров тензочувствительных;элемечтов приводит к пропорциональномууменьшению уровня мощности выходногосигнала.Снижение выходного сигнала, всвою очередь, влечет за собой возрастаниепогрешности или серьезное усложнение регистрирующей аппаратуры.Известен датчик давления, содержащийтензочувствительные элементы в виде р-ипереходов, сформированных в полупроводииковой пластине 3,При неоднородной деформации р и" переходы изменяют свои параметры на разную относитс быть ис етен Изотехникеизмерен,личных иий ов ородных де ор в раз,зделиях ия деформацирмируемогокрепляют неложив их надруга 3.,пример,лия обычно ко тензонном расзмерен лю деф днем за и по проф на посл датчико стоянии изде кол, распо друг от о 0К недостаткам измерений деформаций при по м щи отдельных тензодатчиков следует отнести, малую точность измерений, особенно в слу чае резко неоднородной деформации, что обусловлено низкой разрешающей способ б постыл по координате. Разрешающая способ ность по координате ограничена сравнитель ,но большими размерами,тензодатчиков (при мерно 2 мм).Известен датчик деформаций, содержа щий тензочувствительные элементы, выпол ненные в виде металлических сеток и расположенные на заданном расстоянии друг от друга на поверхности бумажной или пластмассовой подложки 21. 2 Ь институт нм, ВД, Кузнецова Красного Ь 1 а ьэнй 1 осударственномКунбышева30 величйну пропорционально величине дефорМацки в мостах расположения р 1 переходов.По изменению параметров р и переходовможно определить деформацию в местах ихрасположения и, следовательно, профиль5распределения деформации вдоль линии расположения р 11 .переходов.Однако при деформациях пластина можетподвергаться изгибу и на изменение параметров р-переходов будет влиять поперечная деформация пластины (изделия,детали, с которыми скреплена пластина).Это приводит к снижению точности определении профиля продольной составляющейдеформации. 15Цель изобретения - повышение точностиизмерения деформаций по профилю деформируемого иэделия.Это достигается тем, что р 11 переходысформированы на одной иэ боковых граней 20пластины.Кроме того, расположение тензочувствительных элементов на боковой грани пластины значительно упрощает процесс приклеивания пластины к исследуемой детали, 25На фиг. 1- датчик деформаций; на фиг. 2 схематическое иэображейие воздействияъпоперечной деформации на один из тензочувствительных элементов,Датчик деформаций содержит полупро-водниковую пластину 1, тензочувствительные элементы 2, омический контакт 3,электровыводы 4, 5.Для измерения деформации пластина 1ориентируется в заданном направлении иприклеивается к исследуемой детали. Электровыводы 4, 5 подсоединяются к измерительной аппаратуре, Деталь подвергаетсядействию механических сил, деформация поверхности детали передается полупроводни 40ковой пластине 1, Деформация пластины вобласти расположения отдельного тензочувствительного элемента вызывает пропорциональное изменение протекающего через неготока. Эти изменения регистрируются измеря тельной аппаратурой (на чертеже не показана). По величине изменения токов определяется профиль деформации вдоль боковойграни пластины 1,Наличие поперечной деформации приводитк изгибу пластины 1, Одна из поверхностейбудет испытывать деформацию растяжения,другая - деформацию сжатия, Поскольку тенэочувствительный элемент расположен на боковой грани, то половина его площади будет подвержена деформации сжатия 6, половина - деформации растяжения 7, За счет этого будет происходить самокомпенсация изменений параметров тензочувствительных элементов и устраняться их чувствительность к поперечной деформации, Следовательно, повышается точность определения продольного профиля деформаций.В качестве тензочувствительных элементов могут быть использованы не только р-и переходы, но и другие выпрямляющие полупроводниковые переходы - барьеры Шоттки, гетеропереходы, многослойные структуры,Коэффициент тенэочувствительности выгрямляющих структур, как правило, на порядок выше, чем у полупроводниковых тенэо;резисторов, Расстояние между такими тенмчувствительными элементами и их разм.ры с высокой степенью точности задают я методами фотолитографии, а распо ложение их на боковой грани устраняет влияние поперечных деформаций, Все это обеспечивает точное измерение профиля деформаций на поверхности детали и существенно лучшие параметры датчика профиля деформаций по сравнению с известными.формула изобретенияДатчик деформаций, содержащий полупроводниковую пластину с тензочувствительными, элементами в виде рпереходов, отличающийся тем,что,сцелью повышения точности измерения деформаций по профилю деформируемого, изделия, р-Ю переходы сформированы на одной из боковых граней пластины.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Клоков Н. П. и др. Тензодатчикидля экспериментальных исследований, М.,Машиностроение, 1972.2. Патент Великобритании й 1088872,кл,61 Й (501 Я ), 1965,3, Акцептованная заявка Великобритании Иф 1285634, кл, Н 1 К, 1972,566128 фис 8 нко Тираж 9 ерственн опо делам каз 2375/27ИИРИИ Г 07 Подписноео комитета Совета Минист изобретений "и открытий 5, Раушская иаб., д. 4/5 3035 сква, Жшпал ИП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Составитель Л. НикиточкинаРедактор М. Рогова Техред Н. Андрейчук,.Корректор А.