Датчик давления

(54) ДАЧИК ДАВЛЕ ния, приперемещеннНедостчика давлнелинейно ко ристики дностью е г ром. Доползволяет осуасширенномлючая давлеИзобретение относится к измертельной технике.По основному авт. свизвестен датчик давленищий упругий элемент в вны с жестким центром ипо периферии, прикреплепусу датчика, и упор, ус зазором относительнотра. На мембране располизмерительные схемы. Одтоит из тензореэисторсвных у границ жесткого цтика, осуществляет измемалых давлениях, пока мкасается упора, Втораяная тензосхема, содержиторы, расположенные на0,253 от границ буртио центра, где 3 - рассбуртиком и жестким центнительная тензосхема поществлять измерения в рдиапазоне давлений, вк В 759876 я, содержаиде мембрабуртикомнный к корстановленный жесткого ценожены двена схема сос- расположенентра и буррения приембрана недополнительт тензорезисрасстояниика и жесткотояние между торых упор ограничиваетя жесткого центраО.точная точность работы датния обусловлена наличиемти грацуировочной хаоактеполнительной схемы и трудлинеариэации при настройЦелью изобретения являетая иовышение точности измерений путем умень. шения нелинейности градуировочной характеристики. Поставленная цель достигается тем, что в предложенном датчике давления, один иэ дополнительных тензорезисторов выполнен составным из двух ориентированных в радиальном направлении тензорезисторов, расположенных на гибкой части мембраны. Один из нихЪ расположен у границы с жестким центром а другой - у границы с бурти- комНа фиг. 1 изображен мембранный дат 1- чик давления, общий вид, на фиг. 2 мембранный чувствительный элемент.Датчик давления содержит упор 1 и мембранный чувствительный элемент 2,Мембранный чувствительный элемент 2 имеет жесткий центр 3 и буртик 4, у границ которых на гибкой части мембраны расположена основная мостовая тензосхема, образованная тензорезисторами 5-8, Одинаково ориентированные тензорезисторы, лежащие у границ жесткого центра 3 и буртика 4, расположены в смежных плечах моста.Три тензорезистора 9, 10, 11 дополнительноц тензосхемы расположены в центральной области гибкой части мембраны, а одно плечо моста образовано последовательно соединенными и одинаково ориентированными тензорезисторами 12 и 13, один из которых (127 расположен у границы жесткого центра 3, а другой ( 13) - у границы буртика 4.Датчик работает следующим образом,При воздействии давления, меньшего, чем номинальное, мембрана деформируется, но не касается упора. При этом с тензосхем поступают выходные сигналы, пропорциональные давлению. При больших давлениях упор ограничивает перемещения жесткого центра мембраны, и чувствительность основной тензосхемы резко падает. Чувствительность тензорезисторов 9, 10, 11 мало меняется после касания мембраны жестким центром, поскольку они расположены в центральной области гибкой части мембраны, где деформации, обусловленные воздействием силы со стороны упора, малы. Однако некоторое остаточное изменение чувствительности имеет место, например, из-за неточного их расположения. Каждый тензорезистор 12, 13 резко меняет свою чувствительность после соприкасания жесткого центра и упора. Однако сопротивление составного тензорезистора (12 и 13) меняется линейно. Это вызвано нечувствительностью составного тензорезистора к силе, воздействующей на мембрану со стороны упора. Под действием этой силы тензорезисторы 12 и 13 подвергаются равным деформациям противоположных знаков, а их изменения (при равенстве величин сопротивлений резисторов) равны по величине и противоположны по знаку, так что величина сопротивления составного резистора не меняется, Поэтомумостовая схема (см. фиг. 2) обладает градуировочной характеристикой,близкой к линейной в расширенномдиапазоне давлений, включая давления,при которых упор ограничивает перемещения жесткого центра мембраны.Остаточная нелинейность градуировочной характеристики (неодинаковость 1 О чувствительности до и после касаниямембраны упором) устраняется в рассматриваемом случае изменением величины сопротивления одного из тензорезисторов 12 или 13 за счет измене ния его геометрических размеров,например, путем обработки его лучомлазера. Так в случае, если чувствительность датчика при малых давлениях больше, то для линеаризации гра О дуировочной характеристики достаточно увеличить тензореэистор 12 на величинуи -Ь- у,25где Ь.1 - изменение сопротивления тензорезистора,Г - сопротивление тензорезистора 12.30Ь - изменение наклона градуировочной характеристики припереходе от мапых к большимдавлениям,Й 1 - чувствительность основной1,1схемы при малых давлениях.35Таким образом, предлагаемый датчик позволяет проводить подстройкувеличины нелинейности градуировочнойхарактеристики в расширенном диапазоне давлений, что повышает точность измерений.Формула изобретенияДатчик давления по авт.св, У 759876,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности измерений,один из дополнительных тензорезисторов выполнен составным из двух ориен О тированных в радиальном направлениитензорезисторов, причем один из нихрасположен у границы с жестким центром, а другой - у границы с буртиком.55 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР У 759876, кл. 6 01 1. 9/06, 09,01.78.