Тензорезисторный датчик давления

 

Изобретение относится к измерительной технике и м.б. использовано для измерения быстропеременных давлений жидких и газообразных сред. Цель изобретения - повышение точности, уменьшение габаритов и унификация устр-ва. Измеряемое давление воспринимается мембраной 2, контактирующей через силопередающую подушку 3 с тензомодулем 4, представляющим собой упт ругий элемент с тензорезисторами. Выполнение тензомодуля 4 в виде таблетки с отверстием в центре обеспечивает нахождение всех тензорезисторов, размещенных на ее плоских гранях, в зонах равных т-р. На двух лараллельньгх гранях таблетки сформировано по одному тензорезистору прямолинейной формы перпендикулярно продольной оси. g

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 G 01 L 9/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 40954 21/24-10 (22) 20,05.86 (46) 30.07.88. Бюп. К- 28 (71) Пензенский политехнический институт (72) В.А.Васильев (53) 531. 787 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Яь 546802ь кл. С 01 L 9/04ь 1977 ь

Авторское свидетельство СССР

Ф 1364924, кл . С 01 L 9/04, 1986. (54) ТЕНЗОРЕЗИСТОРНЫЙ ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и м.б использовано для измерения быстропеременных давле„„SU„„1413451 А1 ний жидких и газообразных сред, Цель изобретения — повышение точности, уменьшение габаритов и унификация устр-ва. Измеряемое давление воспринимается мембраной 2, контактирующей через силопередающую подушку 3 с тензомодулем 4, представляющим собой уп-. ругий элемент с тензорезисторами. Выполнение тензомодуля 4 в виде таблетки с отверстием в центре обеспечивает нахождение всех тензорезисторов, размещенных на ее плоских гранях, в зонах равных т-р. На двух лараллельных гранях таблетки сформировано по одному тензорезистору прямолинейной формы перпендикулярно продольной оси. Я

1413451

Тензорезисторы на двух других гранях выполнены. в виде набора тензорезисторов, параллельных продольной оси и соединенных между собой перемычками

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для.измерения быстропеременных давлений жидких и газообразных сред, например давления пороховых газов, дав- 5 лений в топливно-энергетических системах двигателей внутреннего сгорания и т.п.

Цель изобретения — повышение точности, уменьшение габаритов и унификация.

На фиг. 1 изображена конструкция датчика давления с тенэомодулем на фиг. 2 — конструкция тензомодуля.

Тензорезисторный датчик давления (фиг. 1) содержит корпус 1, воспринимающую давление мембрану 2, силопередающую подушку 3, упругий элемент стержневого типа с тензорезисторамн (тензомодуль) 4.

Тензомодуль 4 (фиг. 2) представляет собой упругий элемент 5 с тензорезисторами 6-9. Упругий элемент 5 выполнен в виде таблетки с отверстием

10 в центре. На боковых плоских гранях А, Б, В- и Г упругого элемента

5 сформированы четыре металлопленочных тензорезисторы 6-9 (тенэорезисторы 7 и 8 на фиг. 2 не показаны). Тензорезисторы 6 и 8 имеют прямолинейную форму и расположены на плоских гранях А и В.перпендикулярно продольной оси. Тенэорезисторы 7 и 9 образованы набором тенэорезисторов и расположены на плоских гранях Б и Г парал- 35 лельно оси. Тензорезисторы 7 и 9 соединены последовательно между собой и вместе с токопроводящиии перемычками образуют конфигурацию типа меандр.

Тенэорезисторы 6-9 имеют контактные 40 площадки 11 для подключения к измерительной цепи. Все тенэорезисторы 69 собраны в мост °

Датчик давления с тензомодулем работает следующим образом. с образованием меандра. Тензорезисторы объединены в мостовую цепь, в которой компенсируется абсолютное изменение т-ры. 2 ил.

При подаче измеряемого давления на мембрану 2 (фиг. 1) последняя прогибается, преобразуя давление в усилие. Усилие с мембраны 2 передается через подушку 3 тензомодулю 4, в котором возникают продольные и поперечные деформации. Тензорезисторы 6 и 8 (фиг. 2), установленные в поперечном направлении, воспринимают поперечную деформацию, а тензорезисторы 7 и 9 продольную. По относительному изменению сопротивлений тензорезисторов 69 судят о величине измеряемого давления.

При работе датчика в условиях действия нестационарных температур (термоудара) тепло поступает через контактируемые элементы: от мембраны 2 через подушку 3 к тензомодулю 4 (фнг.1).

Благодаря тому, что упругий элемент стержневого типа выполнен в виде таблетки, а четыре тензореэистора 6-9 расположены на ее плоских гранях А, Б, В и Г, тенэорезисторы 6-9 находятся в зонах равных температур (относительное изменение температуры по поверхности граней А, Б, В и Г практически равно нулю). Абсолютное изменение температуры компенсируется в мостовой измерительной цепи, т.е. повышается точность и стабильность при работе датчика в условиях воздействия термоудара.

Таким образом, сформированные на плоских гранях А,Б,В и Г упругого элемента 5 металлопленочные тензорезисторы 6-9 с предложенной конфигурацией (фиг. 2) позволяют уменьшить размеры . упругого элемента и конструкцию дат чика в целом. Благодаря предложенной конструкции тензомодуля 4 повьппается собственная частота датчика, тем самым расширяется частотный диапазон его работы, что уменьшает частотную погрешность при измерении быстропеременных давлений.

1413451

- Составитель О,Слюсарев

Редактор М.Келемеш Техред М. Ходанич Корректор 0. Кравцова

Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3773/43

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Лредлаженный тензомодуль 4 позволяет унифицировать конструкцию. его можно применять в различных датчиках давления, на различные пределы изме- 5 рения. При этом чувствительность дат- чиков можно изменять как толщиной мембраны, так и внутренним отверстием 10 в тензомодуле 4.

Формула из обр ет ения

Тензорезисторный датчик давления, содержащий корпус с установленной в . нем мембраной, контактирующей через 15 силопередающую подушку с упругим элементом, выполненным с четырьмя взаимно перпендикулярными плоскими rpaнями, сформированными на плоскостях пленочными тензорезисторами, объединенными в мостовую цепь, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, уменьшения габаритов и унификации, в нем упругий элемент выполнен в виде таблетки с от-! верстием в центре, на двух первых параллельных плоских гранях которого сформировано. по одному тензорезистору прямолинейной формы перпендикулярно продольной оси, а на двух другихпо одному тензорезистору, выполненному в виде набора тензорезисторов, параллельных продольной оси и соединенных между собой перемычками, с образованием меандра.