Материал для изготовления чувствительных элементов высокотемпературных тензорезисторов

О П И С А Н И Е 1,750268ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоцмалистнческикРеспублик(23)Приоритет по делам нзобретеннй и открытнй(72) Авторы изобретения физико-технический институт АН Узбекской ССР и Особоеконструкторское бюро при физико-техническом институтеАН Узбекской ССР(54) МАТЕРИАЛ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ТЕНЗОРЕЗИСТОРОВ Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения деформаций твердых тел, используюших изменение электрического сопротивления чувствительного элемента, Оно может бьггь использовано в электрических тензометрах для измерения механических напряжений и деформаций в де-талях и конструкциях, работаюших при высоких температурах.Известны полупроводниковые материа 1 О лы, например. германий, кремний и другие, которые используются в качестве материала для чувствительных элементов тензорезисторов 111Недостатком известных полупроводниковых материалов является невозможность их использования при температурах свыше 250-270 С так как их тензочувоствительность, высокая при нормальных температурах, сильно падает с ростом температуры. Кроме того, при высоких температурах они сильно окисляются на открытом воздухе, что не обеснечиваеч 2стойкости тензорезисторов и стабильности их метрологических .характеристик впроцессе длительных испьгганий.За последнее время в качестве материала для чувствительных элементов высокотемпературныхх тензорезпсторов применяют карбид кремния гексагональнойструктуры - о БС (6 Н). Его тензочувствительность остается удовлетвориотельной при температурах до 1000 С,он стоек в окислительной среде вплотьдо температуры 1500 С 12,Однако карбид кремния - дорогостоящий материал, это значительно увеличивает стоимость экспериментальных исследований и промышленных испьгганий прочностных свойств деталей машин и элементов конструкций. Целью изобретения является снижение затрат на экспериментальные исследования и промышленные испьггания прочностных свойств машин и конструкций при высоких температурах.3 7502Это достигается применением в качестве материала для изготовления чувствительных элементов высокотемп ературных тензорезисторов.Феррит обладает тензочувствитепьностью порядка 60-80 в диапазоне тем оператур 0-800 С, он стоек к окислению на открытом воздухе до 900 С. Ферритодешевый материал стоимостью порядка десятков рублей за килограмм10На фиг. 1 показана установка для испьпания образцов чувствительньх элементов, на фиг. 2 - график испытаний.Образцы чувствительных элементов для испытаний изготовляют из феррита марки 15 400 НМ в виде параллелепипедов со средними размерами 17.х 2,5 х 1,3 мм и.х по - верхность шлифуют, полируют и протирают спиртом. Место для двух электрических выводов у концов образцов смазывают 20 суснензией на спиртовой основе из равных частей порошка серебра и окиси меди. После этого образцы нагревают до расплавления твердых компонентов суспензии. (1000-1100 С), а затем охлаждают до нормальной температуры. К полученным проводящим поверхностям с помощью эпектрической сварки прикрепляют контактные электрические выводы из никелевого провода. Измерительная база таких чувст витальных элементов составляет в среднем 12,5 мм.Испытания изготовленных чувствительных элементов проводят на установке (см, фиг. 1), представляющей собою бал- М ку 1 равного сопротивления, жестко закрепленную в стойке 2 и нагружаемую грузом 3, Чувствительный элемент 4 из феррита крепится на балке 1 с помощью цемента. Нагружая балку 1 различными 40 грузами 3 при различных значениях окружающей температуры и измеряя сопро тивление между электрическими выводами 5, можно определить основные характеристики феррита, которые необходимо знать 4 для его применения в качестве материала для чувствительных элементов высокотемпературных тензорезисторов,На фиг. 2 приведена зависимость относительного изменения сопротивления 5012,4 10 /С Формула изобретения Применение феррита в качестве материала для изготовления чувствительных элементов высокотемпературных тензорезисторов. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Тензометрия в машиностроении.Справочное пособие под ред. Макарова Р. АММашиностроение, 1975,с. 56, табл, 3,2. Рапацкая И. В. Карбид кремния -новый материал для высокотемпературныхтензопр еобразовател ей;" Измерения, контроль, автоматизация", М., ЦНИИТЭИ приборостроения, 1975, вып. 2, с, 52-58(прототип) . 68 4одного из образцов феррита от относительной деформации при нормальной температуре. Для сравнения приведены такие жезависимости для карбида кремния и фосфида галлия.Основные характеристики феррита400 НМ как тензочувствительного материала при 800 С.Удельная электропроводность 28,8 ом смОтносительная деформация 6,10Тензочувствитепьность 65Температурный коэффициент сопротивленияТемпературный коэффициент тензочувствительности10/СПрименение феррита в качестве материала для изготовления чувствительныхэлементов высокотемп ературных тензорезисторов даст большой экономический эффект, во-первых, благодаря дешевизнеферрита, а, во-вторых, благодаря тому,что технология производства чувствительных элементов из феррита проста и близка к технологии производства ферритовыхчувствительных элементов для термисторов,750268 е х/0 аз 4618/31 Тираж 801 Подписное ЦНИИПИ Государственного коми а СССР по делам изобретений и откр ий 113035, Москва, Ж-З 5, Рвуыская наб., д. 4/5тет ыт иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель Ю. ВостриковРедактор Л, Народная Техред Л. Куликовская Корректор И. Муска .