Многоточечный датчик давления

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерения давления Датчик содержит соединенные между собой три слоя полиимидной ппенкн На внутреннюю сторону готенки первого слоя вокруг обкладок 3 и выводов 4 нанесен методом тергиического испарения в вакууме дополнительный экран 8, снижающий паразитные связи между обкладками 3 и защищающий от внешних электромагнитных помех При действии измеряемого давления изменяется электрическая емкоаь чувствительного элемента датчика Предварительная термическая обработка первого слоя способа вует снятию внутреннего напряжения пленив и позволяет практически иооиочить инерционность датчика 2 ил. fCMU VO сл Риг.1У с ы че ы ы

(191 Я (1ц 1329336 А1 (51)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3924708/10 (22) 09.0785 (46) 30.12.93 Бю Ы 47-48 (72) Блинов В.Ф„Гузеева Л.Н„Казарян АА„Лущейкин ГА. Петунин АН.. Трофимова АА; Файнштейн

ЕБ. Чикин И.И„ Шарафутдинов Д.И. (54) МНОГОТОЧЕЧНЫЙ ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерения давления Датчик содержит соединенные между собой три слоя попиимидной пленки На внутреннюю сторону пленки первого слоя вокруг обкладок

3 и выводов 4 нанесен методом термического испарения в вакууме дополнительный экран 8, снижающий паразитные связи между обкладками 3 и защищающий от внешних электромагнитных Fl0MBx.

При действии измеряемого давления изменяется электрическая емкость чувствительного элемента датчика Предварительная термическая обработка первого слоя атособствует снятию внутреннего напряжения пленки и позволяет практически исключить инерционность датчика. 2 ил.

132 >336

"":.;: е;»ие относится k изме»»ит nb ;. ie . е.: может быть испо "ьзованодля . -,.»л с»;. ческolo и динамического давлон.5я и ри аэродинамических испытаниагиацио»: ной техники. 4ель изобретения — повыш»-.,ние точно;:..и .:,мерения давления, На фиг.1 а-г изображены элементы конструкции тонкопленочного группового многоточечного датчика давления. на фиг.2 г»оказана конструкция этого датчика в сборе.

Датчик имеет тонкопленочную основу 1, верхние и нижние обкладки 2, 3 чувствительного элемента, выводы 4, 5, перемычки

С, кото >ые соединяют обкладки ме>кду собой и еоеэ которые на выооды 4 подается

»ia»»ряжение питания датчиков, защитные экраны 7, 8, 9, изоляционный слой 10 из пслиимидной пленки, выводы защитной цепи с .э=крачироиа»>ными проводами 11 и слой

12 клея между пленками. В конструкции датчика ос! рые углы закруглены.

» 1 э ne! лую пленку методом термическо о испарения в вакууме последовательно через маски (для каждой стороны пленки) нанося rcя никелевые или медные экоаны 7, »,. рхн,э I . èæ»»».е обкладки 2, 3, экран 9 датч».; ", »»я -регьей пленке выполнен сплош i! " С i Е . г». л т -.»ь» о вьед;..н», », экран 8 поп и=.»гь г»а»5ази>ные с» ."зи между

: : к - ., к.>л»»5 3 сг>се» ».»>: чувствитель»»ых элел .,чт:.. з т .,же между обкладкал и и зем»»е. 5

» об сне,и ьт защитуот внешних электрома.:, т» ь;. »;огрех С целью уменьшения вли».к; . - е n.,с помех расстояние h между

:> .ia эм»; (. 8 и»уэст»»ительныл. элементом

:-бк.:. дк, ".. 2,,5), а также между экрана »и

/,, »; выводами 1, 5 выбирается минималь;5ы".5 из гехнологических возможност;,5 п>.>,есса металлизации плен; !:.

»>ьзмеры обкладэк (а b) чувствительного эл; ен га, пасет ояние между ними С и длина вь»вол ..»..) d. »;.è>ë >ак>тся исходя из размеров .»с».ледуе: oro объекта с учетом конкретных условий пров..де»;ия эксперимента. Закруг, ei ие острых углов r в конструкции датчика улуч »а . условия обтекания потоком газа :и время ",.a"-родинамических испытании, Т,п токо»»реводящего клея выбирается c>.ot»: !5 выбра» ного типа металла pr»s е»ал»иэаци», пленки и марки соединительных проводов, например, YH-5(при применении никеля) 40

Применение этих датчиков позволяет совместить эксперименты по определеHи»о давлений, воздействующих на исследуе»»ую модель (объект) с весовыми-. эксг»ериментами, Это позволяет повысить тех: HKo-aKO»ic »ическую эффективность аэроди н мических испытаний. (56) Fofdvarf T.l ., Lion К.S., СарасИоче

eransdacers. Instrum and Control Syst. 1964.

37, М 11, р.77-95.

М,Portar et М.Chatanier LES Cap teurs

pelliculalred de pression et Leurs

Applications A.Recherche Aегоspatiale.

Аппес. 1984 п.3 (mai-»ц»п), р.177--186.

Для ликвидации инерционности и повышения стабильности чувствительности датчика первая пленка (см. фиг,1.а) до сборки датчика подвергается термической обработve, При»гцип работы датчика.

„3»,,зтчик давления представляет собой преобразователи емкостного типа. Их электрическая емкость изменяется в зависимо10 сти от измеряемого давления. При изменении давления на hP толщина чувствительного элемента под обкладками 2. 3 изменяется на величину Ж, соответственно электрическая емкость С изменяется пропорционально давлению на величину ЬС.

При этом выходное напряжение, снимаемое с датчика, Ло пропорционально напряжению V питания и соотношению ЬС/С, В процессе экспериментов обнаружено, что предварительный температурный нагрев пленки положительно сказывается на стабильности показаний датчика, Так, до сборки датчика полиимидная пленка подвергается температурному воздействию (300.„400 С) в термостате. Время выдержки пленки в термостате 0,085.„10 мин, Такая термическая обработка позволяет практически искл»очи гь инерционность датчика и поаысить стабильность чувствительности. В результате такой термообработки снимается внутреннее напряжение пленки, что приводит к более равномерной характеристике (е»иэлектрической проницаемости. тангенсу угла диэлектрической потери) пленки и датчика в целом.

Для наклейки элементов конструкции

)датчиков между собой и на поверхности объекта использован клей марки циакрин ЭQ220352.

1329336

4В

1слои

1сюи

2мдц

Ъоа

12

f2

Составитель Н.Богданова

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор Jl.Пилипенко

Редактор Л,Волкова

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

За«аз 3466 г

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 01

Формула изобретения

МНОГОТОЧЕЧНЫЙ ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ. содержащий соединенные между собой три слоя полиимидной пленки, первый из которых с обеих сторон снабжен напыленными металлизированными обкладками с выводами, металлические экраны, один из которых расположен на наружной стороне первого слоя пленки, а другой - на третьем слое, и изолирую цвай слой, расположенный между первы слоем и экраном третьего слоя, отличающийся 7åì. что, с

5 целью повышения точности измерения давления, на внутреннюю сторону пленки первого слоя вокруг обкладок и выводов нанесен дополнительный экран, причем первый слой выполнен из термообработан10 ной полиимидной пленки,