Патенты автора Белозубова Нина Евгеньевна (RU)

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к датчикам, предназначенным для измерения давления жидких и газообразных сред в условиях воздействия нестационарных температур измеряемой среды. Термоустойчивый датчик давления на основе нано- и микроэлектромеханической системы содержит корпус, установленную в нем нано- и микроэлектромеханическую систему (НиМЭМС), состоящую из упругого элемента - мембраны с жестким центром, с периферийным основанием в виде оболочки вращения с кольцевой проточкой. На мембране образована гетерогенная структура из тонких пленок материалов, в которой сформированы контактные площадки, тензорезисторы из одинаковых тензоэлементов, соединенные перемычками, включенные в измерительный мост. Центры окружных и радиальных тензоэлементов расположены по окружности, радиус которой определен по соотношению: r(x)=(0,744-0,0476·cos(4,806x)-0,07482·sin(4,806х)-0,01826·cos(9,612х)+0,005405·sin(9,612х))·rм, где x = r 0 r м - отношение радиуса жесткого центра r0 к радиусу мембраны rм, при этом радиус периферийного основания определен по соотношению: rп=1,28rм. Техническим результатом изобретения является повышение точности путем повышения устойчивости к воздействию термоудара при одновременном уменьшении нелинейности мостовой измерительной цепи датчика и обеспечении высокой чувствительности. 6 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к тензорезисторным датчикам давления на основе тонкопленочных нано- и микроэлектромеханических систем (НиМЭМС) с мостовой измерительной цепью, предназначенных для использования в системах управления, контроля и диагностики объектов длительного функционирования. Технический результат: повышение временной и температурной стабильности, ресурса, срока службы, а также уменьшение времени готовности и погрешности в условиях воздействия нестационарных температур и повышенных виброускорений, а также возможность использования диагонали питания в качестве датчика температуры тензорезисторов интеллектуальных датчиков давления на основе НиМЭМС. Способ изготовления высокостабильного тензорезисторного датчика давления на основе тонкопленочной нано- и микроэлектромеханической системы (НиМЭМС) заключается в полировании поверхности мембраны, формировании на ней диэлектрической пленки и тензоэлементов с низкоомными перемычками и контактными площадками между ними с использованием шаблона тензочувствительного слоя. При этом производятся измерения сопротивлений тензорезисторов при воздействующих тестовых температурах, определяются температурные коэффициенты сопротивлений тензорезисторов в диапазоне воздействующих температур. Далее производится вычисление по ним критерия стабильности и сравнение его с тестовыми значениями. Определяют соответственно первый и вторые критерии стабильности по соотношениям ψτ01j=|(α2j+α4j)-(α1j+α3j)|, ψij02(α)=αij, где α1j, α2j, α3j, α4j, - температурный коэффициент сопротивления 1, 2, 3, 4-ого тензорезистора НиМЭМС в j-ом температурном диапазоне; αij - температурный коэффициент сопротивления i-ого тензорезистора НиМЭМС в j-ом температурном диапазоне. Кроме того, тензоэлементы, перемычки, контактные площадки и выводные проводники соединяют в мостовую измерительную цепь и определяют третьи критерии стабильности по соотношениям ψkj03(α)=αkj, где αkj - температурный коэффициент сопротивления k-ой диагонали мостовой измерительной цепи НиМЭМС в j-ом температурном диапазоне. В случае если значения первого, второго, а также третьего критерия находятся в заданных диапазонах, которые определяются экспериментальным путем по статистическим данным для конкретного типоразмера датчика, то данную сборку передают на последующие операции. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к тензорезисторным датчикам давления на основе тонкопленочных нано- и микроэлектромеханических систем (НиМЭМС) с мостовой измерительной цепью, предназначенных для использования в системах управления, контроля и диагностики объектов длительного функционирования. Технический результат: повышение временной и температурной стабильности, ресурса, срока службы, а также уменьшение времени готовности и погрешности в условиях воздействия нестационарных температур и повышенных виброускорений, а также возможность использования диагонали питания в качестве датчика температуры тензорезисторов интеллектуальных датчиков давления на основе НиМЭМС. Способ изготовления тензорезисторного датчика давления с высокой временной и температурной стабильностью на основе тонкопленочной нано- и микроэлектромеханической системы (НиМЭМС) включает формирование тензорезисторов путем последовательности технологических операций, воздействие тестовых факторов, определение сопротивлений тензорезисторов при тестовых воздействиях, вычисление по ним критериев стабильности и сравнение их с тестовыми значениями. При этом после присоединения выводных проводников к контактным площадкам тензорезисторы НиМЭМС подвергают воздействию ряда тестовых напряжений, полярность которых совпадает с рабочей полярностью, и ряда тестовых напряжений, полярность которых противоположна рабочей полярности, а величины напряжений при обеих полярностях последовательно равны N-1Uм, 2N-1Uм, 3N-1Uм, … NN-1Uм, где N-количество интервалов разбиения величины максимально допустимого напряжения питания Uм тензорезисторов, и измеряют токи, протекающие через тензорезисторы при каждом тестовом значении напряжения. Критерии стабильности определяют по соотношениям , , , где Ij+ - ток, измеренный при тестовых напряжениях Uj+, полярность которых совпадает с рабочей полярностью; Ij- - ток, измеренный при тестовых напряжениях Uj-, полярность которых противоположна рабочей полярности, и, если , , , где Ψ1(R)max, Ψ2(R)max - соответственно предельно допустимое значение первого и второго критерия стабильности, которые определяются экспериментальным путем по статистическим данным для конкретного типоразмера датчика, то данную сборку передают на последующие операции. Дополнительно тензорезисторы, контактные площадки и выводные проводники соединяют в мостовую измерительную цепь и аналогично подвергают ее воздействию ряда тестовых напряжений, определяя по соответствующим соотношениям значения третьего и четвертого критерия стабильности. Если эти значения не выходят за пределы допустимых значений, то данную сборку передают на последующие операции. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ настройки термоустойчивого датчика давления на основе тонкопленочной нано- и микроэлектромеханической системы относится к области измерительной техники и предназначен для измерения давления при воздействии нестационарной температуры измеряемой среды. Способ заключается во введении в мостовую измерительную цепь из тензорезисторов двух компенсационных резисторов, воздействии нестационарной температуры измеряемой среды на мембрану датчика, определении начального выходного сигнала и его изменении от действия температуры, определении необходимой величины сопротивлений компенсационных резисторов и закорачивании компенсационных резисторов до необходимой величины. При этом первый компенсационный резистор размещают в зоне минимального градиента температурного поля на минимально возможном расстоянии от тензорезисторов, а второй компенсационный резистор размещают в зоне максимального градиента температурного поля. Причем сначала определяют необходимую величину второго компенсационного резистора при выключенном напряжении питания и воздействии нестационарной температуры и включают его в мостовую измерительную цепь из тензорезисторов, а затем определяют необходимую величину первого компенсационного резистора при включенном напряжении питания и стационарных температурах. Техническим результатом изобретения является уменьшение погрешности датчика давления. 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к тензорезисторным датчикам давления на основе тонкопленочных нано- и микроэлектрических систем (НиМЭМС) с мостовой измерительной цепью, предназначенных для использования в системах управления, контроля и диагностики объектов длительного функционирования. Техническим результатом изобретения является повышение временной и температурной стабильности, ресурса, срока службы. Определение температурных коэффициентов сопротивлений тензорезисторов проводят в поддиапазонах воздействующих температур, охватывающих в совокупности весь диапазон температур при эксплуатации, и определяют соответственно первый и второй дополнительные критерии стабильности по соотношениям Ψτ01j=|(α2j+α4j)-(α1j+α3j)|, Ψτ02j(α)=αij, где α1j, α2j, α3j, α4j - температурный коэффициент сопротивления 1, 2, 3, 4-ого тензорезистора НиМЭМС в j-ом температурном диапазоне; αij - температурный коэффициент сопротивления i-ого тензорезистора НиМЭМС в j-ом температурном диапазоне, и если |Ψτ01j|<|Ψτ01jmax|, Ψτ02jmin<Ψτ02j(α)<Ψτ02jmax, где Ψτ01jmax, Ψτ02jmin, Ψτ02jmax - соответственно предельно допустимое максимальное значение первого дополнительного критерия стабильности, предельно допустимые минимальное и максимальное значение второго дополнительного критерия стабильности i-ого тензорезистора НиМЭМС в j-ом температурном диапазоне, которые определяются экспериментальным путем по статистическим данным для конкретного типоразмера датчика, то данную сборку передают на последующие операции.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к тензорезисторным датчикам давления на основе тонкопленочных нано- и микроэлектромеханических систем (НиМЭМС). Техническим результатом изобретения является повышение временной и температурной стабильности, ресурса, срока службы и чувствительности, а также уменьшение погрешности от нелинейности статической характеристики датчика. Датчик содержит корпус со штуцером, мембрану, упругую балку в виде прямоугольного параллелепипеда, на внешней поверхности которого размещены тензорезисторы. В боковых гранях балки под зонами размещения тензорезисторов выполнены сквозные выемки, образующие утолщения вне зон размещения тензорезисторов и перемычку, соединяющую концы балки между собой. В центральной части перемычки выполнено отверстие с размерами, превышающими поперечные размеры штока. Сквозные выемки выполнены в виде элементов торовых поверхностей, размещенных симметрично относительно поперечной оси балки, а перемычка - в виде цилиндрического кольца и элементов торовых поверхностей, отделенных от рабочей части балки прорезями, выполненными параллельно продольной оси балки. Тензорезисторы размещены симметрично продольной оси балки на минимально возможном расстоянии друг от друга. Радиус торовых поверхностей и расстояние между внешней поверхностью балки и центрами радиусов торовых поверхностей связаны соответствующими соотношениями. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к тензорезисторным датчикам давления на основе тонкопленочных нано- и микроэлектромеханических систем (НиМЭМС) с мостовой измерительной цепью. Техническим результатом изобретения является повышение временной стабильности, ресурса, срока службы, уменьшение погрешности при воздействии нестационарных температур и повышенных виброускорений. Способ изготовления тензорезисторного датчика давления заключается в полировании поверхности мембраны, формировании на ней диэлектрической пленки и тензоэлементов с низкоомными перемычками и контактными площадками между ними с использованием шаблона тензочувствительного слоя в виде полос, присоединении выводных проводников к контактным площадкам в областях, удаленных от полос участков, подключении к выходу НиМЭМС регистратора, включении напряжения НиМЭМС, создании на мембране нормированного нестационарного, симметричного относительно центра мембраны поля температур и температурных деформаций. Регистрируют на регистраторе выходного сигнала НиМЭМС во время воздействия на мембрану нестационарное поле температур и температурных деформаций. Сравнивают полученный выходной сигнал испытуемой НиМЭМС по амплитуде спектральных составляющих с аналогичным сигналом эталонной НиМЭМС. Если разницы амплитуд выходных сигналов или амплитуд спектральных составляющих выходных сигналов не превышают предельно допустимых значений, которые принимаются за критерии временной стабильности, то данную сборку передают на последующие операции. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Датчик давления предназначен для использования при воздействии повышенных виброускорений и широкого диапазона нестационарных температур окружающей и измеряемой среды. Техническим результатом изобретения является уменьшение погрешности датчика давления при воздействии повышенных виброускорений и широкого диапазона нестационарных температур измеряемой и окружающей среды, уменьшение времени готовности после подачи напряжения питания и повышение временной стабильности датчика. Кабельная перемычка датчика давления выполнена в виде четырех скрученных электрически изолированных с помощью фторопласта или полиимида медных посеребренных токопроводящих жил с общим экраном. На боковой поверхности цилиндрического корпуса между торцом накидной гайки и торцом резьбовой втулки выполнены шесть одинаковых по размерам и конфигурации пазов, образующих три пары пазов. Боковые поверхности каждого паза параллельны друг другу и симметричны плоскости, проходящей перпендикулярно продольной оси цилиндрического корпуса через середину расстояния между торцами накидной гайки и резьбовой втулки. Ширина пазов равна расстоянию между торцами накидной гайки и резьбовой втулки, а длина пазов выполнена в соответствии с определенным соотношением. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к тензорезисторным датчикам давления на основе тонкопленочных нано- и микроэлектромеханических систем (НиМЭМС) с мостовой измерительной цепью. Технический результат: повышение временной стабильности, ресурса, срока службы, уменьшение погрешности при воздействии нестационарных температур и повышенных виброускорений, повышение технологичности прогнозирования. Сущность: способ заключается в полировании поверхности мембраны, формировании на ней диэлектрической пленки и тензоэлементов с низкоомными перемычками и контактными площадками между ними, присоединении выводных проводников к контактным площадкам. После присоединения выводных проводников к контактным площадкам тензоэлементов НиМЭМС включают напряжение (или ток питания) НиМЭМС и выдерживают в течение времени, необходимого для установления начального выходного сигнала до значения U 01 = U 00 ± Δ ( U 01 ) , где U00 - значение начального выходного сигнала НиМЭМС; Δ ( U 01 ) - допустимая флуктуация начального выходного сигнала. Выключают напряжение (или ток питания). После выдержки НиМЭМС в выключенном состоянии в течение времени, достаточного для возвращения НиМЭМС в состояние, предшествующее включению напряжения (или тока питания), включают напряжение (или ток питания) и определяют интервал времени Δ(τ02) от момента включения напряжения (или тока питания) до достижения начального выходного сигнала тестового значения U 02 = U 00 ± Δ ( U 02 ) , где Δ ( U 02 ) = γ 0   U H - допустимое отклонение значения начального выходного сигнала U02; γ0 - основная погрешность датчика; UH - номинальный выходной сигнал датчика. Если интервал времени Δ(τ02) от момента включения напряжения (или тока питания) до достижения начального выходного сигнала тестового значения U02 не превышает предельно допустимого значения, которое принимается за критерий временной стабильности и определяется экспериментальным путем по статистическим данным для конкретного типоразмера датчика, то данную сборку передают на последующие операции. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к тензорезисторным датчикам давления на основе тонкопленочных нано- и микроэлектромеханических систем (НиМЭМС) с мостовой измерительной цепью, предназначенных для использования в системах управления, контроля и диагностики объектов длительного функционирования. Техническим результатом изобретения является повышение временной стабильности, ресурса, срока службы. Способ изготовления тензорезисторного датчика давления на основе тонкопленочной нано- и микроэлектромеханической системы (НиМЭМС) заключается в полировании поверхности мембраны, формировании на ней диэлектрической пленки и тензоэлементов с низкоомными перемычками и контактными площадками между ними с использованием шаблона тензочувствительного слоя, присоединении выводных проводников к контактным площадкам в областях, удаленных от полос участков. После присоединения выводных проводников к контактным площадкам тензоэлементов НиМЭМС последовательно подвергают воздействию тестовых значений нижнего P0 и верхнего предела PH измеряемого давления при полном восприятии нормальной T00, пониженной Т1 и повышенной Т2 температур, значения которых соответственно равны температуре нормальных климатических условий, максимально допустимой пониженной температуре и максимально допустимой повышенной температуре при эксплуатации датчика, измеряют выходные сигналы U00, UH00, U0T1, UHT1, U0T2, UHT2 НиМЭМС при одновременно воздействующих давлениях и температурах P0 и T00, PH и T00, P0 и T1, PH и T1, P0 и T2, PH и T2 и вычисляют по ним критерий временной стабильности по соотношению Ψτ05=[(UHT1-U0T1)-(UHT2-U0T2)](T1-T2)-1(UH00-U00)-1. 2ил.

Тензорезисторный датчик давления на основе тонкопленочной нано- и микроэлектромеханической системы. Датчик давления предназначен для использования при воздействии повышенных виброускорений и широкого диапазона нестационарных температур окружающей и измеряемой среды. Технический результат: уменьшение погрешности датчика давления при воздействии повышенных виброускорений и широкого диапазона нестационарных температур измеряемой и окружающей среды, уменьшение массы и времени готовности датчика. Сущность: кабельная перемычка 5 выполнена в виде четырех скрученных с шагом скрутки, не превышающим длины кабельной перемычки, электрически изолированных с помощью фторопласта или полиимида медных посеребренных токопроводящих жил с общим экраном 12 в виде оплетки из медных посеребренных проволок, защищенной фторопластовой или полиимидно-фторопластовой пленкой 13. Полость 9 между контактной колодкой 4, расширенным участком 10 и стенками втулки 6 заполнена полимерным материалом с меньшим, не менее чем в 10 раз по сравнению с материалом втулки, коэффициентом теплопроводности. Боковая поверхность накидной гайки в области, прилегающей к ближайшему к втулке 6 торцу 14 накидной гайки 2, выполнена в виде прямой круговой конической поверхности 15, ограниченной со стороны втулки торцем 14 накидной гайки 2, а с другой стороны сопрягающейся с шестигранником 16 накидной гайки 2, причем ось конической поверхности совпадает с продольной осью 17 датчика, и угол между образующей конической поверхности 15 и продольной осью 17 датчика равен углу расположения отверстия 8 патрубка относительно продольной оси датчика 17. Чувствительный элемент 1 выполнен таким образом, что площади боковой поверхности 18 его приемной полости и мембраны 19 удовлетворяют соотношению SБ=(10..14)SМ, SМ=(7…20)10-6 м2 - площадь мембраны. Кроме того радиус r0 конической поверхности 15 в плоскости ближайшей к втулке 6 торцевой поверхности накидной гайки 2, выполнен по заявляемому соотношению, а чувствительный элемент 1 выполнен таким образом, что площади боковой поверхности 18 его приемной полости и мембраны 19 удовлетворяют соотношению SБ=13,4 SМ, SМ=12,56·10-6 м2. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к датчикам давления на основе тонкопленочных нано- и микроэлектрических систем (НиМЭМС), предназначенных для использования в системах управления, контроля и диагностики объектов длительного функционирования. Способ изготовления заключается в полировании поверхности мембраны, формировании на ней диэлектрической пленки и тензоэлементов с низкоомными перемычками и контактными площадками между ними с использованием шаблона тензочувствительного слоя, имеющего конфигурацию тензоэлементов в зонах, совмещаемых с низкоомными перемычками и контактными площадками. При этом формирование тензоэлементов с низкоомными перемычками и контактными площадками между ними проводят в областях, в которых воздействующие на них при эксплуатации деформации и температуры удовлетворяют соответствующему соотношению. После формирования измеряют размеры и площадь элементов и переходов НиМЭМС с учетом количества, размеров и распределения дефектов, затем вычисляют по ним критерий временной стабильности по соответствующему соотношению. Если критерий временной стабильности меньше, чем предельно допустимое значение критерия временной стабильности, которое определяется экспериментальным путем по статистическим данным для конкретного типоразмера датчика, то данную сборку передают на последующие операции. Технический результат заключается в повышении временной стабильности, ресурса и срока службы. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к тензорезисторным датчикам давления на основе тонкопленочных нано- и микроэлектромеханических систем (НиМЭМС) с мостовой измерительной цепью, предназначенных для использования в системах управления, контроля и диагностики объектов длительного функционирования. Технический результат: повышение временной стабильности, ресурса, срока службы. Способ изготовления тензорезисторного датчика давления заключается в полировании поверхности мембраны, формировании на ней диэлектрической пленки и тензоэлементов с низкоомными перемычками и контактными площадками между ними с использованием шаблона тензочувствительного слоя, присоединении выводных проводников к контактным площадкам в областях, удаленных от полос участков. После присоединения выводных проводников к контактным площадкам тензоэлементов мембрану НиМЭМС последовательно подвергают циклическому воздействию тестовых значений измеряемого давления Pj, равномерно распределенных от нижнего Р0 до верхнего предела РH и от верхнего РH до нижнего P0 предела измерения датчика при одновременном измерении его выходного сигнала и напряжения питания в каждой точке градуирования, вычисляют по ним критерий временной стабильности по соотношению: 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к тензорезисторным датчикам давления на основе тонкопленочных нано- и микроэлектрических систем (НиМЭМС) с мостовой измерительной пенью, предназначенных для использования в системах управления, контроля и диагностики объектов длительного функционирования. Технический результат: повышение временной стабильности, ресурса, срока службы. Способ заключается в том, что после присоединения выводных проводников к контактным площадкам тензоэлементов их подвергают воздействию тестовых пониженных и повышенных температур, измеряют сопротивления тензорезисторов при воздействующих температурах, определяют температурные коэффициенты сопротивлений тензорезисторов в диапазоне воздействующих температур, вычисляют но ним критерий временной стабильности по соотношению Ψτ01=|(α2+α4)-(α1+α3)|, где α1, α2, α3, α4 - температурный коэффициент сопротивления соответственно первого, второго, третьего, четвертого тензорезистора НиМЭМС, и если |Ψτ01|<|ΨταΔ1|, то данную сборку передают на последующие операции. Кроме того, тензоэлементы, перемычки, контактные площадки и выводные проводники соединяют в мостовую измерительную цепь и подвергают ее воздействию тестовых пониженных и повышенных температур, измеряют значения начальных выходных сигналов мостовой измерительной цени при воздействующих температурах, вычисляют по ним критерий временной стабильности по соотношению и если |Ψτ02|<|ΨταΔ2|, то данную сборку передают на последующие операции. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к датчикам, предназначенным для использования в различных областях науки и техники, связанных с измерением давления в условиях воздействия нестационарных температур и повышенных виброускорений

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к тензорезисторным датчикам давления на основе тонкопленочных нано- и микроэлектрических систем с мостовой измерительной цепью, предназначенным для использования в системах управления, контроля и диагностики технически сложных объектов длительного функционирования

Изобретение относится к технологии изготовления тензорезисторных датчиков давления на основе тонкопленочных нано- и микроэлектромеханических систем

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к датчикам давления с тонкопленочной нано- и микроэлектромеханической системой (НиМЭМС), предназначенным для использования при воздействии нестационарных температур и повышенных виброускорений

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к датчикам, предназначенным для измерения давления в условиях воздействия нестационарных температур и повышенных виброускорений

Изобретение относится к электронной технике, в частности к технологии изготовления тонкопленочных тензорезисторных датчиков давления

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к датчикам, предназначенным для использования в различных областях науки и техники, связанных с измерением давления в условиях воздействия повышенных виброускорений и нестационарных температур

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к датчикам, предназначенным для использования в различных областях науки и техники, связанных с измерением давления в условиях воздействия нестационарных температур и повышенных виброускорений

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к датчикам, предназначенным для использования в различных областях науки и техники, связанных с измерением давления в условиях воздействия нестационарных температур и повышенных виброускорений

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к датчикам, предназначенным для использования в различных областях науки и техники, связанных с измерением давления в условиях воздействия нестационарных температур и повышенных виброускорений

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к датчикам, предназначен для использования в различных областях науки, связанных с измерением давления в условиях воздействия нестационарных температур и повышенных виброускорений

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к датчикам, предназначенным для использования в различных областях науки и техники, связанных с измерением давления в условиях воздействия нестационарных температур и повышенных виброускорений

 


© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности
Наверх