Датчик давления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 801337691 5 4 0 01 Ь 9/04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ а криогевнон мембране 2, туцером 3, р 4, 5, 6, 7 в направлениях цепь, Прогиб ны 2 вызывае остовой цепи л гурмо ддр ринимающей заодно со щ орезисторы ств ной иальном ные в мостовую нимдющей мембр ние нд вьгходе лектри еского сигнала, Воэдеиствие термоыходно изменяет ие устдн срединно еделенны рдсчетд дра на датчик несигнала вследств зорезисторов 4 и 5 нд окружности с опр (приведена ф-лд дллилуд го еновки т й част м рад рддиу усомсд),1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(57) Изобретение относится к иэмерительной технике и позволяет повыситточность измерений в условиях дейЗСЕСОМ; лЫ 3 гч т-ры. Ца вынолненазмещены окружномсобран- восприт появле1337691 Изобретение относится к измеритель цой технике и может быть использовано дляизмерения давления при работе в условиях действия термоудара криогецной температуры,Цель изобретения - повышение точности в условиях действия термоудара криогенной температуры.На фиг. 1 представлена конструк ция датчика; на фиг. 2 а - схема расположения тензорезисторов на мембране; на фиг. 2 б - мостовая измерительная цепь; на фиг. 3 - распределение температуры по поверхности мембраны; 5 ца фиг, 4 - термоударцые характеристики (графики) прототипа и предлагаемой конструкции,Предлагаемый датчик давления/фиг, 1) содержит корпус 1, восприни мающую мембрану 2, выполченную заодно со штуцером 3На мембране 2 установлены тензорезисторы 4, 5 и 6, 7окружном и радиальном направлениихгде г - расстояние от центра мембораны до середины радиальныхтенэореэисторон;301 - длина радиального тецзоретрэистора.В датчике окружные тецзореэисторыБ 2 и БЗ установлены сноей серединойпо окружности радиусом г и значениетемпературы этих тенэорезисторон равно средней температуре тецэореэцсторов Б 1 и Б 4. Поэтому изменение сопротивлений тенэореэисторон Р 2 и БЗ(окружных) под действием термоудараравно изменению сопротивлений тензорезисторов Б и Б- (радиальых), а/так как тецзореэисторы 1:,1, Б 2, РЗ иБ 4 образуют плечи моста, то сигнална выходе измерительной пепи не изменяется при воздействии термоудара, 45 температурная погрешность становится практически равной нулю.Аддитинцая температурная чувствительность датчика, характеризюатемпературную погрешность, определяется ныражециьм эом,(и,от 55 Расположение тензореэисторов на мембране показано на фиг, 2 а, Тенэорезисторы Б 2 и БЗ (на фиг. 1 тензорезисторы б и 7), расположенные н окружном направлении, установлены по окружности, радиус которой где 1, - расстояние от центра мембраны до середины радиальныхтенэорезисторов Б 1 и Б 4(на фиг. 1 тенэореэисторы4 и 5);3 - длина радиального тенэоретиэистора,Все тензореэисторы собраны в мостовую измерительную цепь, представленную на фиг. 2 б.Датчик работает следующим обраПри подач измеряемого давления через штуцер 3 ца воспринимающую мембрану 2 (фиг. 1) последняя прогибается, тецэорезисторы Б и Б 4 ,фиг, 2) испытывают радиальную деформацию, и тензореэцсторы Б 2 и БЗ окружную. Вследствие этого ца выходе мостовой измерительной цепи появляется ,игнал, пропорциональный измерямому давлению,Прц действии термоудара криогецноц темцер;туры, например температуГрои Т=-196 Гжидки азот температура на поверхности носцрццимающей мембраны распределяется как показано на фиг, 3 (распределение получено на основе экспериментальных данных).Вследствие неравномерного распределения температуры цо радиусу температура в различных точках тецэорезисторов Б 1 и Р 4 цеодццакона, Значение температуры минимально вблизи центра и максимально ца периферии,Изменение согротинлеций радиальных тензореэисторов 1 и Б 4 под действием термоудара огрелляется средним значением температуры краев этихтенэорезисторон, Из термоударцой характеристики (фиг, 3, видно, что значение температуры, соответствующеесреднему значению температуры краеврадиальных тенэорезиторов Б и Б 4,находится на расстоянии г от центрамембраны и его можно определить поформуле+ с,) - О; ; а,)Ги1.тем 1 ературцые коэЛфицццты сопротивления тецзореэцсторон 1, Р 2, 1.3, Б 4соонот стнеццо справлении. 3) учетом температур ного поля;относительное измен 1нение сопротивления5всех плеч мостовой го давления,Для предлагаемой конструкции Ф=д 2 с 3 с 4 позтому из выраженияОследует, что Е=О,На фиг. ч представлены графики изменения начального выходного сигналапрототипа и датчика предлагаемой конструкции при воздействии на приемнуюполость жидкого азота (термоудар),из которых видно, что скачкообразноеизменение начального выходного сигнала (а следовательно, и величина погрешности) в предлагаемой конструкции практически отсутствует, а температурная погрешность не превышаетпогрешности в стационарном температурном режиме,Предлагаемое изобретение позволяет уменьшить температурную погрешность в условиях действия термоударакриогенной температуры, тем самымповысить достоверность получаемойинформации о величине давления.Предлагаемый безтермоударный датчик давления выгодно отличается от известных и может найти шиоко применение для измерения дан н нпй в ус -ловиях действия термоудара криогенной температуры. Ф о р м у л а и з о 6 р е т е и и я Датчик давления, содержащий корпус, воспринимающую давление мембрану, на которой установлены тензорезисторы по дуге окружности и в радиальном направлении, включенные в мостовую измерительную схему о тл и ч. а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности в условияхдействия термоудара криогенной температуры, в нем тензорезисторы , расположенные по дуге окружности, своейсрединной частью размещены на окружгде г - расстояние от центра мембраоны до середины тензореэистора, установленного в радиальном направлении;1 т - длина тензорезистора, установленного в рад 1 альном на1337691 фиг 3 ИфГ 47 гп а рвр Составитель О.СлюсаревРедактор М,Петрова Техред М,Моргентал Корректор М.йароши Заказ 4119/37 Тираж 776 ПодписноеВНИИ 11 И Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 11 роизводствецно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4