Интегральный полупроводниковый преобразователь давления

 

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для измерения давления при значительных изменениях температуры. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет уменьшения нелинейности упругого элемента и расширения диапазона измерений. Для этого на упругой мембране 2 выполнено по крайней мере одно ребро жесткости 3 в форме прямоугольной балки, плоскость симметрии которого совпадает с плоскостью симметрии мембраны. Под действием осесимметричного нагружения балки испытывают плоский изгиб, при котором реализуется линейная зависимость между внешней нагрузкой и деформацией балок, регистрируемая тензочувствительными элементами 4, размещенными на ребрах жесткости. Геометрические характеристики опорного основания и балки связаны соотношениями (Л s- 2-100, tl 1 - 1 о н 2 Т ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU „„1210076 (51)4 С 01 L 9 04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, И ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ -=.:.,«" "- Й (21) 3752546/24 — 10 (22) 21.06.84 (46) 07.02.86. Бюл. ¹ 5 (72) В.Н.Борщев, В.А.Волков, Я.В.Малков, Ю.М.Спалек, С.Д.Супрун и К.Ю.Харенко (53) 531.787(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1068748, кл. С 01 L 9/04, 1982.

Ваганов В.И. Интегральные тензопреобразователи. М.: Энергоатомиздат, 1983, с. 105. (54) ИНТЕГРАЛЬНЫЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВЬЫ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для измерения давления при значительных изменениях температуры. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет уменьшения нелинейности упругого элемента и расширения диапазона измерений. Для этого на упругой мембране 2 выполнено по крайней мере одно ребро жесткости 3 в форме прямоугольной балки, плоскость симметрии которого совпадает с плоскостью симметрии мембраны. Под действием осесимметричного нагружения балки испытывают плоский изгиб, при котором реализуется линейная зависимость между внешней нагрузкой и деформацией балок, регистрируемая тенэочувствительными элементами 4, размещенными на ребрах жесткости. Геометрические характеристики опорного основания и балки связаны соотношениями

Ь 1 16

Ь н 2 17

2-100 — =- — —. 9 ил.

Изобретение относится к контроль»о-измерительной технике и может быть использовано для измерения давления при значительных изменениях температуры. 5

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет уменьшения нелинейности упругого элемента и расширение диапазона измерений. 1О

На фиг. 1-9 приведены варианты конструкции устройства.

Преобразователь содержит упругий элемент 1, состоящий иэ мебраны 2 и ребер 3 жесткости в форме балок, на которых размещены тенэочувствительные элементы ч. Вырезы 5 выполняют роль шарнирного соединения в применяемых ребрах 3 жесткости в форме балок, место их размещения не приво- 20 дит к изменению существующих плоскос"eA симметрии в ребрах жесткости, а их ширина должна быть не меньше половины толщины упругого элемента 1 °

Основание может быть выполнено заодно с упругим элементом или независимо и служит для жесткого закрепления у»ругого элемента.

На мембране 2, имеющей плоскости

:имметрии, выполнены ребра 3 жесткости в форме балок, также имеющие плоскости симметрии, так, что плоскости симметрии мембраны 2 и реоер 3 совпадают, образуя плоскость симметрии упругого элемента 1, соз,цавая конструкцию упругого элемен35 та 1, в которой мембрана 2 и ребра 3 жесткости поц действием входной величины (давления) P деформируются (изгибаются) совместно, причем ребра 3 жесткости в форме балок входной

40 величиной P нагружаются осесимметрично.

Устройство работает следующим образом, 4Я

Под действием осесимметричного нагруже»ия балки испытывают плоский изгиб, при котором реализуется линейная зависимость между внешней нагрузкой и деформацией в балках.

Тензочувствительные элементы 4, размещенные на ребрах 3 жесткости

7б 2 в форме балок, регистрируют эту линейную зависимость.

В устройстве под действием входной величины — давления P мембрана 2 и ребра 3 жесткости деформируются, изгибаясь совместно, причем внешняя нагрузка распределяется между ними в »екотором соотношении, величина которого зависит только от соотносительных размеров мембраны и балок.

Для ребер жесткости в форме прямоугольных балок характерными геометрическими соотношениями, определяющими распределение нагрузки, являются

1, h 1 16

-=2-100 и—

В Н 2 17 где 1 и  — соответственно длина и ширина ребра жесткости; толщина ребра жесткости;

Н вЂ” суммарная ",îëùèíà мембраны и ребра жесткости.

Формула изобретения

Интегральный полупроводниковый преобразователь давления, содержащий опорное основание с упругой мембраной и тензочувствительные элементы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет уменьшения нелинейности упругого элемента и расширения диапазона измерений, в нем на упругой мембране выполнено по крайней мере одно ребро жесткости в форме прямоугольной балки, плоскость симметрии которого совпадает с плоскостью симметрии упругой мембраны, а тензочувствительные элементы размещены на ребре жесткости, при этом геометрические характеристики опорного основания, мембраны и ребра жесткости удовлетворяют следующим оотношениям

}„1 1б

2-100.

Ь Н .2 17

i.äå I. и Ъ вЂ” длина и ширина ребра жесткости, соответственно; толщина ребра жесткости; суммарная толщина мембраны и ребра жесткости, 121007(>

12100 76

Составитель В.Казаков

Редактор 0.10рковецкая Техред Л.Бойко Корректор В.Бутан»

Заказ 512/52 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11303 .), 11о(гква„й-3з, Раунская наб., д, 4/5

Филиал ГП10 "Пят нт", г.ужгород, ул.Проектная, 4