Датчик давления

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к датчикам давления, и может быть использовано для измерения гидростатического давления, давления грунта и в робототехнике. Целью изобретения является повышение чувствительности, долговечности, упрощение конструкции и расширение эксплуатационных возможностей. Датчик давления содержит плоский тензочувствительный элемент 1 с электродами 2, 3 на его поверхностях. Чувствительный элемент выполнен из полиэфирной смолы с присадками из частиц кремния. Имеется вариант выполнения электродов в виде полосок, размещенных параллельно на одной из сторон чувствительного элемента и ортогональных полоскам на другой стороне чувствительного элемента. При приложении давления к электродам чувствительный элемент изменяет свое сопротивление. Выполнение электродов в виде полосок позволяет определить поле давлений, приложенных к датчику. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (н)5 G 011 9/02, 9/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. (21) 4694299/10 (22) 24.05.89 (46) 07,07.91. Бюл. М 25 (71) Московский институт тонкой химической технологии (72) Е.А,Шелонин, Л.К.Шеулова, В.И.Фистуль, В.Н.Кулезнев, А.Г.Яковенко, А;А.Гвелесиани и Л.Б.Кандырин (53) 531.787 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hL 1374068, кл. G 01 1 9/02, 1988. (54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к датчикам давления, и может быть использовано для измерения гидростатическото давления, давления грунта и в робототехнике. Целью изобретения является повышение чувстви„„БЫ„„1661597 А1 тельности, долговечности, упрощение конструкции и расширение эксплуатационных возможностей. Датчик давления содержит плоский тензочувствительный элемент 1 с электродами 2 и 3 на его поверхностях. Чувствительный элемент выполнен из полиэфирной смолы с присадками из частиц кремния, Имеется вариант выполнения электродов в виде полосок, размещенных параллельно на одной из сторон чувствительного элемента и ортогональных полоскам на другой стороне чувствительного элемента. При приложении давления к электродам чувствительный элемент изменяет свое сопротивление. Выполнение электродов в виде полосок позволяет определить поле давлений, приложенных к датчику, 1 з.п, ф-лы, 2 ил.

1661597

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении одноосного и гидростатического давления, в том числе давления грунта, в робототехнике, трубопроводах, прессах и других объектах.

Цель изобретения — повышение чувствительности, увеличение долговечности и упрощение конструкции, а также расширение эксплуатационных возможностей за счет измерения поля давлений.

На фиг.1 показан схематически датчик давления с двумя электродами в виде сплошных металлических слоев; на фиг,2— то же, с несколькими электродами в виде полосок, Датчик давления содержит чувствительный элемент 1, выполненный из композитного материала, в котором в качестве связующего использована полиэфирная смола, а в качестве наполнителя — порошок кремния с электросопротивлением 0,005—

10 Ом см с размером частиц 1 — 500 мкм при его содержании 20 — 60 об.7, остальное полиэфирная смола. На обе стороны чувствительного элемента 1 нанесены электроды 2 иЗ, Электроды 2 и 3 могут быть выполнены в виде сплошных металлических слоев, которые электрически соединены с регистрирующим узлом 4.

Датчик обеспечивает измерение рас-i пределения (поля) давлений при выполнении электродов 2 и 3, нанесенных на обе поверхности плоского чувствительного элемента 1 в виде полосок, электрически разделенных одна от другой, причем полосчатые электроды 2 на одной поверхности элемента 2 параллельны один другому и ортогональны полосчатым электродам 3 на другой поверхности элемента 1, В местах скрещивания полосчатых электродов 2 и 3 образуются элементарные чувствительные ячейки,и при приложении к какой-либо из них давления уменьшается сопротивление в цепи данной пары скрещивающихся электродов. При опросе всех ячеек датчика с помощью соответствующего развертывающего узла 5, соединенного проводами с электродами 2 и 3, выход которого соединен с регистрирующим узлом 4, может быть получена информация о распределении давления по площади датчика, При изготовлении датчика смесь жидкой смолы и порошка кремния помещают в форму требуемой геометрии и необходимых размеров и проводят отверждение смолы.

Два или несколько электродов в форме полосок наносят, например, напылением или

5 с помощью электропроводного клея, на поверхность отвержденного композиционного материала после удаления с него механическим путем "жирового" диэлектрического слоя, 10 Электросопротивление, образованное указанным образом, датчика давления, составляющее от нескольких десятков ом до сотен килоом в зависимости от параметров используемого порошка кремния иэменяет-

15 ся при приложении внешнего давления как одноосного, так и гидростатического, величиной от 1 10 Па до (25-50) 10 Па, электросопротивление при этом уменьшается по экспонен циал ьному закону.

20 Чувствительность, выражаемая как коэффициент изменения электросопротивления при изменении давления, составляет при этом (0,1-2) . 10 Па . Отсутствие внешних элементов, в том числе с острыми

25 краями, увеличивает долговечность датчика и существенно устраняет ограничения по его размерам.

Величина элементарной ячейки и соответственно точность измерения распреде30 ления давления при этом зависит от ширины электродов и расстояния между ними, Формула изобретения

1. Датчик давления, содержащий пло35 ский тензорезистивный чувствительный элемент с электродами на его плоских поверхностях, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, долговечности и упрощения конструкции, в нем

40 тензорезистивный чувствительный элемент выполнен из композиционного материала, в котором в качестве связующего использована полиэфирная смола, а в качестве наполнителя — порошок кремния.

45. 2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей эа счет измерения поля давлений, в нем электроды выполнены в виде полосок, размещенных непосредст50 венно на обеих сторонах чувствительного элемента, причем полоски на одной поверхности тензорезистивного чувствительного элемента параллельны одна другой и ортогональны полоскам на другой поверхности.

1661597

Составитель А. Соколовский

Редактор А. Козориз Техред М.Моргентал Корректор М. Кучерявая

Заказ 2116 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101