Малобазный тензодатчик

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕаЪБЛИН

cpu 4 С 01 В 7/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1263996 (21) 4015140/25-28 (22) 03.02.86 (46) 23.02.88. Бюл. № 7 (71) Воронежский политехнический институт (72) Н.К. Седых и В.A. Родин (53) 531.781.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 11226633999966, кл. С 01 В 7/18, 1985 °

1..SU„„1375945 А 2 (54) МАЛОБАЗНЫЙ ТЕНЗОДАТЧИК

-(57) Изобретение относится к измерительной технике к средствам тензо- и термометрии. Целью изобретения является повышение точности и расширение функциональных возможностей путем обеспечения измерений градиентов деформации и температуры. Для этого основной р-типа и параллельный ему дополнительный и-типа полупроводниковые тензоэлементы 1 и 2 расположены симметрично друг относительно друга,а в середине снабжены дополнительными контактами 8 и 9, соединенными между собой. 1 ил.

1375945

40 (1) К >0;

КД >04

Sp (2) C n

lp (3)

Гг

50 где (p, (3n, Kp, 1 „, 1, 1д, Sp, Б соответственно удельные сопротивления, коэффициенты тензочувствительности, длины и площади поперечного сечения основного (р-типа) и дополнительного (n-типа) тензоэлементов.

Тензодатчик работает следующим образом.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам тензо- и термометрии, и является усовершенствованием малобазного тензодатчика по основному авт. св.

Ф 1263996.

Целью изобретения является повыше-. ние точности и расширение функциональных возможностей путем обеспече- 10 ния измерений градиентов деформации и температуры, На чертеже показан тенэодатчик, общий вид.

Тензодатчик состоит из тензоэле- 15 мента 1 в виде стержня из монокристалла полупроводника р-типа, например нитевидного кристалла кремния с кристаллографической ориентацией (111> длиной 1>, и тензоэлемента 2 в 20 виде стержня из монокристалла полупроводника п-типа, например, нитевидного кристалла кремния с кристаллографической ориентацией (100) длиной 1„. Тензоэлементы 1 и 2 разделе- 25 ны слоем изоляции 3, выполненной из окиси кремния, и симметрично расположены друг относительно друга так, что их геометрические центры лежат на одной оси 00. Тензоэлементы снаб- 30 жепы краевыми омическими контактами

4-7 и центральными омическими контактами 8 и 9, расположенными на .оси 00, причем контакты 8 и 9 электрически соединены (закорочены), чем обеспечено электрическое деление датчика на две половины.

Тензоэлементы 1 и 2 должны удовлетворять следующим условиям:

Датчик устанавливается на исследуемую деталь, например наклеивается и включается в измерительные схемы. Для измерения градиента деформации тензоэлемент 1 токовыводами

6-8, а тензоэлемент 2 токовыводами

4,5 и 9 включаются в полумостовые схемы. 0 градиенте деформаций судят по разнице в изменениях сопротивлений "электрических половин" каждого тензоэлемента, при этом чувствительность датчика удваивается, если в измерительной схеме обеспечивается суммирование выходных сигналов с тензоэлементов 1 и 2.

Для измерения градиента температуры токовыводы 4 и 6 подключаются к одному измерителю сопротивления, а токовыводы 5 и 7 — к другому измерителю сопротивления. Поскольку соотношения (1)-(3) справедливы и для каждой из электрических половин датчика, суммарные сопротивления половин 4-9-8-6 и 5-9-8-6, представляющих собой последовательное соединение тензоэлемента р-типа с базой

1 — и тензоэлемента и-типа с базой

2р — не зависят от деформации, а толь

1-. ко зависят от их температуры. Поэтому о величине градиента температуры вдоль оси датчика можно судить по разнице сопротивлений половин

4-9-8-6 и 5-9-8-6, каждая из которых измеряет среднюю температуру на своей базе.

Выход из строя любого из токовыР водов не приводит к полному наруше нию работоспособности датчика, так как и тогда им можно будет измерять температуру, деформацию и градиент деформации.

Формула изобретения

Иалобазный тензодатчик по авт.св.

9 1263996, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей путем обеспечения измерений градиентов деформации и температуры, он снабжен двумя выводами, каждый из которых размещен в точке пересечения оси симметрии соответствующего тензочувствительного элемента с его свободной поверхностью, оси симметрии тензочувствительных элементов совмещены, а упомянутые выводы объединены.